Исследование причин образования несплошностей в точечных сварных соединениях

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

7) искусственно перераспределять напряжения в площади свариваемого контакта между центральной частью зоны сварки и ее периферией применением специальных способов сварки с обжатием периферийной зоны соединений.

Таким образом, очевидно, что наибольшую устойчивость против образования непроваров и выплеском могут обеспечить способы КТС, которые позволяют в процессе формирования сварного соединения целенаправленно изменять параметры термодеформационных процессов, протекающих в зоне сварки, т. е. способы КТС с программированным изменением параметров их режимов.

Библиографическая ссылка

1. Кириллов В. И., Козловский С. Н. Влияние искривления деталей в месте точечной сварки на устойчивость процесса формирования соединений против образования выплесков и непроваров // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы Всерос. науч.-практ. конф. ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2010. С. 174-175.

© Кириллов В. И., Козловский С. Н., 2011

УДК 621.791.763

Д. С. Ковалев Научный руководитель - С. Н. Козловский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ОБРАЗОВАНИЯ НЕСПЛОШНОСТЕЙ В ТОЧЕЧНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

Проведенные исследования позволили уточнить причины образования несплошностей в зоне сварки. Установлено, что на образование несплошностей влияет не только величина ковочного усилия и момент его приложения, но и скорость его нарастания.

После окончания импульса сварочного тока при охлаждении сварных соединений в них возможно образование ряда дефектов, общим признаком которых является образование несплошностей: пор, раковин, наружных и внутренних трещин.

Вследствие того, что при охлаждении металла зоны сварки его сопротивление пластической деформации увеличивается, увеличиваются и растягивающие напряжения. Увеличение растягивающих напряжений в металле зоны сварки при ее охлаждении может замедляться или прекращаться вовсе только в том случае, если уменьшение объема металла зоны сварки компенсируется его пластической деформацией. Там, где компенсирующее действие пластической деформации исчерпывается, возникают дефекты усадочного характера. Если это происходит до окончания кристаллизации металла в ядре, возникают поры и раковины (рис. 1), а если после - то напряжения достигают значений предела прочности металла и происходит его разрушение, т. е. образование трещин.

Предупреждение этих дефектов при КТС в основном осуществляются технологическими приемами, которые увеличивают объемную пластическую деформацию металла в зоне сварки, например, подогревом соединения при проковке дополнительным импульсом тока, который уменьшает сопротивление пластической деформации металла. Однако, в практике КТС основным приемом, как наиболее простым в осуществлении, увеличения пластической деформации металла в зоне сварки является увеличение усилия сжатия электродов при его охлаждении (приложение ковочного усилия ^К). При этом его величину (РК ~ 2...2,5.РСВ [1]) и момент приложения обычно подбирают экспериментально.

На машинах переменного и постоянного тока усилие сжатия электродов обычно начинают увеличивать

(прикладывать ковочное усилие) в момент окончания импульса тока. Что же касается скорости (времени) увеличения усилия сжатия электродов от сварочной до ковочной величины, то какие-либо обобщенные рекомендации по этому вопросу отсутствуют. Вместе с тем, проведенные исследования показали, что этот фактор существенно влияет на конечный результат точечной сварки.

Рис. 1. Поры и раковины в сварных соединениях после точечной сварки по циклу без приложения ковочного усилия: сплав АМг6, толщиной 2 + 2 мм; 1СВ = 43,7 кА; ЕЭ = 8,5 кН;

Гсв = 0,1

Изменение скорости увеличения ковочного усилия сжатия электродов при одном и том же моменте его приложения изменяет время, за которое оно достигает конечного значения. При этом существенно различается и конечный результат проковки соединения (рис. 2).

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

Fк ------1---- = 24 кН ------..1.------------- А Дефек тов нет и----- В

Fк = 21 кН Выплески, ___вмятины выше___ Поры, трещи

Fк = 19,5 кН нормы Б ны

......7 .........г............ '1......

0 0,04 0,08 0,12 0,16 /, с

а

б

Рис. 2. Влияние скорости роста и величины ковочного усилия (а) при точечной сварке

по циклу с проковкой соединения (б): АМг6, 2 + 2 мм; /СВ = 51 кА; FСВ = 8,5 кН; ГСВ = 0,1 с; 1СВ - сварочный ток; FСВ - сварочное усилие сжатия электродов; FК - ковочная величина усилия сжатия электродов; ГСВ - длительность импульса сварочного тока; а, Ь и с - моменты начала увеличения усилия при проковке соединения

Так, например, при сварке с изменением усилия сжатия электродов по базовой программе (показано сплошной линией на рис. 2, б) ковочное усилие прикладывалось в момент после окончания времени действия ^в импульса сварочного тока 1СВ (~ на 0,01 с точка а) на этапе /ПР проковки зоны формирования соединения. Если увеличение ковочного усилия Fк производилось по базовому режиму (сплошная линия 1 на рис. 2, б) при конечной его величине Fк = 19,5 кН, а также с другими скоростями увеличения ковочного усилия между кривыми 2 - 3 и моментами его приложения после импульса тока между точками Ь - а, когда конечного значения оно достигало в диапазоне Б, несплошности в сварном соединении отсутствовали (рис. 2, а). Это означает, что пластическая деформа-

ция металла в зоне сварки при таких изменениях усилия сжатия электродов находилась в оптимальных пределах.

В случаях точечной сварки, когда ковочное усилие Fк увеличивалось с меньшей скоростью между кривыми 2 и 5 и своих конечных значений достигало в диапазоне В, в сварных соединениях обнаруживались поры или трещины, а также в некоторых случаях и оба этих дефекта.

Библиографическая ссылка

1. Чуларис А. А. Технология сварки давлением. ДГТУ, 2003.

© Ковалев Д. С., Козловский С. Н., 2011

УДК 669.713.7

Д. С. Морозов Научный руководитель - С. В. Прокопьев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВОЛНОВОДОВ ДЛЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛА

Предложен способ изготовления высокочастотных элементов волноводов для систем управления ЛА из алюминиевого сплава. Проведены исследования и определены оптимальные режимы диффузионной сварки для их изготовления.

Ракетную и космическую промышленность на сегодняшний день невозможно представить без такого способа получения неразъемных соединений как сварка, дающая возможность соединять две и более сборочных единицы в единое целое.

Диффузионная сварка по сравнению с известными способами сварки и пайки имеет ряд важных преимуществ, среди которых можно выделить следующие: отсутствие необходимости в применении флюсов, присадочной проволоки и т. п.; возможность сварки мате-