что такое погонная энергия сварки и на что она влияет

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Погонной энергией сварки называется количество тепла, выделяемое дугой на один сантиметр длины однопроходного сварного шва или валика. [2]

Повышение погонной энергии сварки ( рис. 113) сопровождается расширением разупрочненной зоны и снижением твердости металла в ней. Это вызвано увеличением объема металла, подвергавшегося высокому сварочному нагреву, и замедлением темпа охлаждения. [3]

Снижение погонной энергии сварки за счет применения более экономичных режимов или способов сварки, например автоматической сварки тонколистового металла взамен ручной. В некоторых случаях, если необходимо увеличение деформаций с целью компенсации деформации противоположного знака, погонную энергию сварки увеличивают. [5]

Повышение погонной энергии сварки ( рис. 6.6) сопровождается расширением разупрочненной зоны и снижением твердости металла в ней. Это вызвано увеличением объема металла, подвергавшегося высокому сварочному нагреву, и замедлением темпа охлаждения. [7]

С повышением погонной энергии сварки увеличивается ширина участка разупрочнения и уменьшается предел прочности сварного соединения. При одинаковой эффективной погонной энергии электроннолучевая сварка по сравнению с аргонодуговой дает более узкий разу-прочненный участок и более высокие значения прочности сварных соединений, так как прочность соединений зависит не от уровня твердости разупрочненного участка, а от его ширины. При этом следует учитывать, что участок разупрочнения имеет плавный переход к более прочным участкам зоны термического влияния. Для каждой толщины металла и способа сварки существует определенная ширина разупрочненного участка, при которой обеспечивается максимально возможное контактное упрочнение и достигается равнопрочность сварного соединения основному металлу. [8]

При уменьшении погонной энергии сварки и увеличении интенсивности охлаждения в металле шва и зоны термического влияния возрастает вероятность распада аустенита с образованием закалочных структур. [9]

Влияние подогрева и погонной энергии сварки на скорость охлаждения резче сказывается в пластинах, чем в массивных телах. [10]

Следовательно, повышение погонной энергии сварки обычно целесообразно в случае сварки сравнительно низколегированных сталей типа I. Для сталей типа I благоприятное влияние этих изменений преобладает над отрицательным влиянием, обусловленным развитием перегрева при повышении погонной энергии сварки. [11]

Влияние подогрева и погонной энергии сварки на скорость охлаждения сильнее сказывается в пластинах, чем в массивных телах. [12]

При понижении значений погонной энергии сварки хлодостойкостъ разупрочнешюго участка улучшается. [14]

Следовательно, с повышением погонной энергии сварки расширяется разупрочняемая зона, характеризуемая в данном случае понижением твердости. [15]

Источник

Дуговая сварка и резка металлов

Свойства сварочной дуги

рис.1. Характер распределения магнитных силовых линий вокруг сварочной дуги.

Электрическая дуга — это мощный источник тепла и света. Тепловая мощность дуги определяется уравнением

Доля основного металла в металле шва. Погонная энергия.

Независимо от типа и способа выполнения, сварной шов состоит из определенной доли основного и электродного металла. Количественное содержание того или иного металла в шве будет зависеть от вида сварки, величины сварочного тока, напряжения на сва. Подробнее

Ионизирующее действие материалов электродных покрытий, покрытий разных марок и флюсов.

Газы даже при температурах, намного превышающих комнатную, состоят из недиссоциированных молекул, т. е. являются изоляторами. Наличие в газе положительно и отрицательно заряженных ионов и электронов делает его проводником электрического тока.

Коэффициент плавления, наплавки, потери на угар и разбрызгивание, производительность сварки

На производительность процесса электрической дуговой сварки влияют следующие факторы: сварочный ток; коэффициент плавления ап, который указывает, сколько электродного металла плавится под действием сварочного тока в 1 а за единицу вр. Подробнее

КПД сварочной дуги

Электрическая энергия, потребляемая дугой, в основном превращается в тепло. Тепловую мощность электрической дуги можно принять равной тепловому эквиваленту q0 электрической энергии

q0 = 0,24·Iсв·Uд кал/сек,

Методы изготовления электродов для ручной дуговой сварки.

При массовом производстве электродов сухие смеси приготовляются заранее и хранятся в специальных закрытых емкостях.

Приготовление замеса (обмазочной массы) производят смешиванием готовой сухой смеси с определенным количеством раствора жи. Подробнее

Дуговая сварка лежачим электродом

В некоторых случаях может использоваться сварка лежачим электродом, заключающаяся в том, что в разделку стыкового соединения или в угол тавровых соединений укладывается толстопокрытый электрод, прижимаеиый к изделею медной накладкой сп. Подробнее

Источник

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СВАРКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛА ШВА

Погонная энергия. Авторами [45, 142, 183, 204] установ­лено, что увеличение погонной энергии вызывает ухудше­ние пластических свойств металла шва, в частности ударной вязкости. Такое влияние можно объяснить увеличением раз­мера зерна (см. рис. 4.2) и накоплением на границах зерен примесей (S и Р), снижающих вязкость металла шва [46, 166].

Электроды основного вида обеспечивают наиболее высокие показатели ударной вязкости, если погонная энергия равна 1-2 кДж/мм (рис. 4.4, а). Поэтому п ри сварке конструкций, предназначенных для низких эксплуатационных температур, необходимо ограничивать количество вводимого в расплавлен­ный металл тепла с тем, чтобы получить высокие значения ударной вязкости. На практике ограничение количества тепла означает, что швы необходимо выполнять на малых токах не в один, а в несколько проходов.

Положение шва при сварке. Согласно данным [185], в зави­симости от положения шва несколько изменяется ударная вяз­кость металла. При сварке электродами с покрытием основного вида в нижнем положении достигнуты более высокие значения

температур, нежели в вертикальном. Аналогичный результат был получен в работе [151], где исследовалась ударная вяз­кость швов при сварке в различных пространственных поло­жениях (рис. 4.4, а). Объяснить такую зависимость можно тем, что изменение положения шва от потолочного к верти­кальному и нижнему вызывает уменьшение размера зерна (см. рис. 4.2). В результате получается металл с более мелкозерни­стой структурой, обеспечивающей высокую вязкость сварно­го соединения.

Рис. 4.4. Графики зависимости ударной вязкости металла шва от погонной энергии (а), положения шва п ри сварке (а), количества валиков наплавленного металла (а), температури охлаждения

стыков (а), диаметра электродов (а) и температуры испытаний 81.

Энергия, кДж/мм: 1 — 0,6; 2 — 1,0; 3 — 2,2; 4 — 4,3; положения шва: 1 — нижнее, 2 — горизон­тальное, 3 — вертикальное, 4 — потолочное; число валиков: 1 — 5, 2 — 8; температура ох­лаждения стыков, °С: 1 — 20, 2 — 150, 3 — 240, 4 — 300; диаметр электрода, мм: 1 — 3,25, 2 — 4,0, 3 — 5,0, 4 — 6,0

Количество валиков наплавленного металла в стыке. Из

работ [151, 183] следует, что увеличение количества валиков наплавленного металла повышает термообработанную часть шва и уменьшает размер зерна, что благоприятствует росту вязкости металла (см. рис. 4.4). Поэтому для получения высо­кой ударной вязкости хладостойких швов необходимо свари­вать стыки с наложением большого количества валиков на­плавляемого металла.

Температура охлаждения стыков. Установлено [186], что температура охлаждения стыков (20-300 °С) перед наложени­ем последующего валика существенно влияет на ударную вяз­кость сварного соединения (рис. 4.4, а). Повторное наложение валика в случае более высокой температуры охлаждения стыка подвергает термообработке нижележащие слои металла. В ре­зультате увеличивается область шва, имеющая структуру игольчатого феррита, который обеспечивает высокие пластиче­ские свойства металла [186]. Следовательно, при сварке хладо­стойких сталей необходимо контролировать температуру ох­лаждения стыков перед наложением последующих валиков на­плавляемого металла с целью получения высокой ударной вяз­кости. Оптимальная температура стыка должна находиться в диапазоне 150-300 °С [186].

Диаметр электродов. Как следует из данных [184], с увели­чением диаметра электрода увеличивается размер зерна крис­таллической структуры шва (см. рис. 4.2), что объясняется по­вышенным тепловложением в сварочную ванну. Ударная вяз­кость в таком случае снижается, что хорошо иллю стр ируется
рис. 4.4, а. Поэтому для получения достаточно высокой удар­ной вязкости металла при отрицательных температурах свар­ку конструкций из хладостойких сталей желательно выпол­нять электродами малых диаметров (3; 3,25; 4 мм).

Источник

Характеристики сварной дуги

Вольт-амперная характеристика сварной дуги

Под понятием вольт-амперной характеристика понимают зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока при одинаковой длине дуги.

Существует три вида вольт-амперной характеристики сварной дуги:

Для MMA сварки используется оборудование с падающей характеристикой, которая переходит к жесткой при повышении силы тока. Для механизированной сварки используется жесткая характеристика с переходом к растущей. Напряжение дуги зависит от длины дуги при одинаковой силе тока.

Температура дуги и тепловая мощность

Сварочная дуга является очень мощным источником тепловой энергии. Тепловая мощность энергии дуги направлена на расплавление металлов. Часть энергии тратиться на нагревание окружающей среды дуги. Тепловая мощность дуги прямо зависит от силы тока и напряжения. Рассчитать мощность дуги можно по формуле:

где Q — тепловая мощность, кал/с; 0,24 — коэффициент перевода электрических единиц в тепловые.

Тепло которое передается от дуги к сварному изделию называют эффективной тепловой мощностью, которая рассчитывается по формуле:

η_е — эффективный коэффициент полезного действия нагревания изделия дугой.

Погонная энергия сварочной дуги

Погонная энергия сварочной дуги означает количество тепла которое переноситься дугой в изделие на единицу длины шва. Погонная энергия зависит не только от тепловой мощности дуги, а и от скорости сварки. Увеличение скорости сварки снижает погонную энергию.

Таким образом можно сделать вывод, что степень нагревания сварочного соединения зависит от погонной энергии. Технология сварки некоторых металлов предполагает использование режимов с малой погонной энергией — низкая сила тока и повышенная скорость сварки. Такая технология может применяться для сварки высоколегированных сталей, чтобы не выгорали легирующие элементы.

Источник

Эффективная погонная энергия сварки. Влияние погонной энергии на зтв

Отношение эффективной тепловой мощности дуги (источника) q_и к скорости перемещения дуги υ называется погонной энергией.

где υ — скорость перемещения дуги (скорость сварки ), см/с.

Погонная энергия — это количество тепла в калориях, введенное на единицу длины однопроходного шва или валика.

Полную тепловую мощность сварочной дуги приближенно считают равной тепловому эквиваленту ее электрической мощности

где U_д — падение напряжения на дуге, В; I — величина сварочного тока, A; Q — тепловой эквивалент электрической мощности сварочной дуги, кал/с.

Количество тепла, введенное сварочной дугой в изделие в процессе его нагрева за единицу времени, называется эффективной тепловой мощностью сварочной дуги, которая является суммой тепловой энергии, выделяющейся в пятне дуги на изделии, вводимой в изделие при теплообмене со столбом дути и пятном на изделии и поступающей с каплями расплавленного флюса, электродного металла и покрытия:

где q_и — эффективная тепловая мощность сварочной дуги, кал/с; h_и — эффективный к. п. д. процесса нагрева металла сварочной дугой.

Эффективным к. п. д. процесса нагрева металла сварочной дугой называется отношение количества введенного в металл тепла к тепловому эквиваленту электрической мощности дуги. Этот коэффициент характеризует эффективность процессов выделения тепла и теплообмена в дуговом промежутке по отношению к нагреву металла изделия и зависит в основном от способа сварки.

Увеличение погонной энергии сварки приводит к уменьшению скоростей охлаждения и увеличению времени выдер­жки при температурах выше критической. Оба фактора способ­ствуют росту зерна в металле зоны.

Изменение вязких и проч­ностных свойств металла ЗТВ: значительное изменение величины погонной энергии прак­тически не влияет на изменение твердости. Ударная вязкость за­кономерно снижается с увеличением поперечника зерна, однако остается выше нижних значений ее по стандарту.

Выбор значений погонной энергии сварочной дуги имеет следующий смысл. Нижнее значение погонной энергии сварочной дуги в первом проходе обусловлено необходимостью полного проплавления корня шва. Величина верхнего предела определяется необходимостью удержания сварочной ванны от вытекания. Во втором проходе увеличение погонной энергии сварочной дуги связано с поперечными колебаниями электрода и увеличением пути, совершаемого дугой в единицу времени. При этом нижняя граница погонной энергии сварочной дуги обусловлена условием перекрытия последовательно накладываемых соседних поперечных валиков. Верхняя граница определяется необходимостью удержания требуемой формы сварочной ванны и исключения прожога металла. Увеличение погонной энергии в третьем и последующих проходах связано с увеличением амплитуды поперечных колебаний электрода.

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)

Источник