Точечная Сварка закаливающейся арматуры железобетона

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2014. Технические науки

УДК 621.791.763

А. Л. Колесников, И. А. Бусовцев, И. А. Токмашова Научный руководитель - С. Н. Козловский Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА ЗАКАЛИВАЮЩЕЙСЯ АРМАТУРЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

Проведенные исследования показали возможность точечной сварки высокопрочной арматуры из закаливающихся сталей с термической обработкой сварных соединений в электродах сварочной машины для получения требуемых показателей их пластичности. На прочность сварных соединений наиболее значимо влияет время паузы между сварочным и подогревающим импульсами тока, а также длительность подогревающего импульса тока.

В современных условиях при производстве железобетонных изделий наблюдается тенденция к более широкому использованию высокопрочных марок арматуры класса А-Ш. Однако применение этого класса арматуры сдерживается трудностью получения сварных соединений с требуемыми механическими свойствами. Прежде всего, проблемы сварки связаны с высокой закаливаемостью этого класса сталей и трудностью получения сварных соединений с требуемыми показателями пластичности [1].

Ранее проведенные исследования показали, что при сварке по обычной технологии с использованием одноимпульсного цикла сварки и минимально необходимых (по условиям обеспечения полного сплавления в зоне совместной кристаллизации двух стержней) сварочных токов, невозможно выполнить требования, обеспечивающие получение соединений одновременно высокой прочности и пластичности. Получить же требуемые показатели пластичности сварных соединений возможно только после термообработки сварных соединений. Осуществлять это наиболее технологично в электродах сварочной машины, для чего требуется разработка специальных программированных циклов сварки.

Для решения этих задач была проведена модернизация машины для контактной сварки МТ-3001Л, ко-

торую используют и для сварки арматуры вкрест по традиционной технологии. В частности в ней старый регулятор цикла РЦС заменили на современный -РКС-801ЛМ, который предназначен для управления циклом сварки контактных машин переменного тока. Он позволяет осуществлять программируемый многоимпульсный режим сварки, в том числе и с термообработкой сварных соединений в электродах сварочной машины.

Проведенными исследованиями было установлено, что для решения поставленной задачи наиболее рационально использовать двух импульсный цикл сварки (см. рисунок), в котором первый сварочный импульс /СВ, обеспечивает получение нормальных геометрических параметров сварного соединения, а второй /ТО - осуществляет термообработку в электродах сварочной машины.

Вначале, по общеизвестной методике были подобраны параметры одноимпульсного режима сварки, который обеспечивал получение нормальных геометрических параметров сварного соединения (осадку стержней арматуры ~ 40 %): ^СВ = 450 даН; гСЖ = 1,0 с; /СВ = 14,4 кА; гСВ = 1,48 с; гП = 0 с; /ТО = 0 кА; гТО = 0 с; ¿пр = ¿пр* = 0,4 с.

О

^Св

'СВ

а

'ТО

*

¿П ¿ТО ¿ПР

¿СЖ ¿СВ гПР

б

Схема (а) и цикл параметров режима (б) контактной точечной сварки арматуры вкрест: 1 - свариваемые стержни арматуры; 2 и 3 - токопроводящие электроды; БСВ - усилие сжатия деталей электродами; /СВ - сварочный ток; ГСЖ - время сжатия деталей; ГСВ - время сварки (длительность импульса сварочного тока); ГПР — время проковки соединения; /ТО - ток термообработки; ГТО - время термообработки (длительность импульса тока термообработки); ГП - время паузы между импульсами тока

2

г

Секция «Сварка летательньш аппаратов и родственнее технологии»

Однако во всех случаях при испытаниях на срез сварные соединения разрушались хрупко со значительным разбросом значений разрушающих напряжений ср ~ 250...400 МПа.

В случае сварки с термообработкой сварных соединений в электродах сварочной машины для определения значимости влияния параметров дополнительного импульса: силы тока термообработки /ТО; времени термообработки /ТО и — времени паузы /П между импульсами /СВ и 1ТО тока; на прочность получаемых соединений, оцениваемую по напряжению ср разрушения сварных соединений на срез, а также определения характера этого влияния планировался трехфакторный эксперимент в пяти уровнях. При этом параметры сварочного импульса оставались неизменными: ^СВ = 450 даН; /СЖ = 1,0 с; /СВ = 14,4 кА; /СВ = 1,48 с; /др = 0,4 с. Параметры дополнительного термообрабатывающего импульса в соответствии с планом эксперимента изменялись в следующих пределах: силы тока термообработки /ТО = 0,2.1,0 /СВ; времени паузы /П между импульсами /П = 0,8.4,0 с; длительности импульса термообработки /ТО = 0,8.4,0 с; /ПР = /СЖ + /СВ + /П + /ТО + /ПР . При каждом сочетании факторов производили сварку трех образцов.

Анализ полученных результатов показал следующее.

Наиболее значимо на прочность сварных соединений влияет время паузы /П между сварочным 1СВ и термообрабатывающим /ТО импульсами тока, а также длительность /ТО термообрабатывающего импульса тока. Сила термообрабатывающего импульса тока /ТО влияет на прочность сварных соединений в меньшей мере.

Определены сочетания параметров режима термообработки сварных соединений арматуры в электродах сварочной машины, при которых соединения получаются наиболее пластичными и по прочности на срез удовлетворяют предъявляемым требованиям:

- время паузы /П между сварочным 1СВ и термообрабатывающим /ТО импульсами тока /П ~ 1,4.1,8 с;

- длительность термообрабатывающего импульса тока 1ТО ~ 1,4.1,8 с;

- сила термообрабатывающего импульса тока /ТО ~ 0,4 /с..

Таким образом, проведенными исследованиями показана возможность термообработки сварных соединений арматуры в электродах сварочной машины. Установлено, что на прочность сварных соединений наиболее значимо влияет время паузы между сварочным и подогревающим импульсами тока, а также длительность подогревающего импульса тока. Определены наиболее оптимальные параметры режима термообработки сварных соединений арматуры класса А-Ш из стали 35ГС диаметрами 12+12 мм в электродах сварочной машины, при которых соединения получаются наиболее пластичными и по прочности на срез удовлетворяют предъявляемым требованиям.

Библиографическая ссылка

1. Бродский А. Я. Сварка арматуры железобетонных конструкций. М. : Госстройиздат, 1981.

© Колесников А. Л., Бусовцев И. А., Токмашова И. А., 2014

УДК 621.791.18

А. В. Лецковник, О. В. Брылева, А. И. Кабанков Научный руководитель - Л. Г. Семичева Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ МИКРОШЛИФОВ ДЛЯ МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОГО И МИКРОРЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗОВ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Разработана методика подготовки микрошлифов металлополимерных соединений для проведения металлографического и микрорентгеноспектрального анализов с применением травления в плазме безэлектродного высокочастотного разряда и ультратонких срезов.

В электронной, космической, авиационной, приборостроительной, электротехнической и других отраслях современной науки и техники решаются многочисленные проблемы, связанные с разработкой и изготовлением металлополимерных узлов для достижения самых разнообразных целей и задач.

Качественные неразъемные соединения металлов с фторопластом-4 были получены диффузионной сваркой.

Основные задачи металлографического анализа состоят в том, чтобы изучить микроструктуру сварного шва и прилегающих к нему зон, а также кинетику формирования диффузионных соединений, выбрать оптимальный технологический режим сварки, гаран-

тирующий длительную эксплуатационную надежность сварного соединения.

Однако в настоящее время отсутствуют хорошо отработанные методы препарирования металлополи-мерных соединений для металлографических исследований.

Поэтому впервые при исследования микроструктуры сварного соединения сплава алюминия АМг6 с фторопластом-4 была разработана новая методика подготовки микро-шлифов и ультратонких срезов для их анализа на оптических микроскопах.

От каждой партии сваренных образцов изготавливались шлифы перпендикулярно плоскости сварки.