СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

Влияние силы тока и скорости сварки на конечную кривизну полосы

Как видно из эпюр, приведенных на рис. 54, увеличение силы тока с /х до U или уменьшение скорости сварки с vx до vt при­водит к увеличению конечной кривизны полосы, тогда как дальнейший рост силы тока или уменьшение скорости вызывает вновь уменьшение конечной кривизны полосы.

Подсчеты, проведенные для наплавки валика на полосы раз­личной ширины токами различной силы при постоянной скорости сварки, привели к зависимостям, изображенным на рис. 55. Как видно из приведенных кривых, кривизна Спр для полос любой ширины h вначале увеличивается с увеличением силы тока I (или мощности сварочной дуги W). Достигнув максимума при некотором критическом значении силы тока или мощности, кривизна начинает с дальнейшим увеличением / или W умень­шаться, приближаясь к нулю при больших значениях / или W. Как максимальное значение кривизны Спр, так и критическое значение силы тока / или мощности W различны для полос раз­личной ширины. При этом с увеличением ширины полосы ма­ксимальное значение предельной кривизны уменьшается, а критическое значение силы тока или мощности увеличи­вается.

Аналогичный характер имеет зависимость конечной кривиз­ны СПр от скорости сварки (при постоянной силе тока). Пред­ставленные на рис. 56 кривые показывают, что с увеличением ско­рости конечная кривизна возрастает до некоторого предела, после чего дальнейшее увеличение скорости вызывает умень­шение конечной кривизны. Критическая скорость, при которой кривизна достигает своего максимального значения, и абсолют­ная величина максимума С„р тем больше, чем уже полоса.

Здесь следует отметить, что кривые, приведенные на рис. 55 и 56, имеют практическое значение лишь в пределах некоторого диапазона силы тока и скорости сварки, так как при слишком малых силах тока, не меняя скорости сварки, нельзя обеспечить необходимого качества наплавки, а слишком большие скорости сварки могут оказаться недоступными для ручной сварки. Тем не менее и за пределами практически применяемых сил свароч­ного тока и скорости сварки представленные кривые имеют
существенное значение, давая представление оо общей зависи­мости конечных деформаций полосы от режима сварки и раз­меров полосы.

Уже из приведенных данных видно, как легкой можно полу­чить противоречивые результаты кз экспериментальных данных,

„с

Рис. 55. Зависимость предельной крн- Рис. 5*5. Зависимость предельной кри­визны от силы тока или мощности визны от скорости сва жи v.

дуги W.

если эксперименты охватывают небольшой диапазон сил тока или скоростей сварки. Действительно, если экспериментально - изучать характер изменения кривизны при изменении силы тока в пределах от 100 до 150 а, то при образцах шириною /г=150 мм (рис.£5) можно было бы сделать вывод, что с увеличением силы тока кривизна полосы ра­стет, тогда как исследо­вания влияния изменения силы тока в тех же пре­делах, но при ширине образцов h — 50 мм, при­вели бы к выводу, что с увеличением силы тока кривизна уменьшается.

Изучение кривизны при

изменении силы тока в других пределах дали бы другие ре­зультаты. Таким образом, чтобы уловить действительный ха­рактер зависимости Кривизны полосы от силы тока, пришлось бы провести очень большое количество экспериментов при раз­личных ширинах образцов.

Обобщая результаты, представленные на рис. 55 и 56 для какой-либо одной ширины полосы, можно получить серию кри­вых, показывающих изменение конечной кривизны полосы от изменения силы тока и от изменения скорости сварки. Для полосы шириною 100 мм такие кривые приведены на рис. 57.

Ту же зависимость пытались экспериментальным путем по­лучить Розенталь и Цабрс [19], измеряя стрелку прогиба полосы шириною 90 мм при наплавке валика на продольную кромку различными режимами (изменяющимися и по силе тока и по скорости сварки). В результате ряда экспериментов были по­лучены точки (рис. 58), относящиеся к различным скоростям наплавки (от 0,276 до 0,77 смсек.). На основании эгих данных Розенталь и Цабрс установили линейную зависимость стрелки прогиба от мощности сварочной дуги, объединив все данные в две группы: при скоростях от 0,3 до 0,5 смсек. и при ско­рости 0,7 см;сек. При этом значительное число точек довольно сильно отклонялось от проведенных прямых (рис. 58). Если же

Рнс. 58. Зависимость прогиба от мощ^ Рис. 59. Зависимость прогиба от мощ­ности дуги, по Розенталю и Цэбрсу. иости дуги по экспериментальным

данным.

*

объединить полученные экспериментальные точки плавными кривыми, относящимися к одинаковым скоростям сварки рав­ным 0,3 см! сек., 0,48г. м/сек. и 0,7 см! сек., то характер полученных кривых (рис. 59) будет вполне отвечать кривым, приведенным на рис. 57.

Таким образом, экспериментальные данные Розенталя и Цабрса полностью подтверждают установленную теоретическим путем зависимость конечной кривизны полосы от силы тока и скорости сварки. В то же время эти данные показывают, на­сколько опасно делать заключения и устанавливать общие за­висимости на основании голого эксперимента. Так, например, если воспользоваться зависимостью Розенталя и Цабрса, то при наплавке со скоростью 0,3 лг'сек. и при мощности около 6 кет электроэнергии можно ожидать прогиба полосы примерное 1,6 мм, тогда как в действительности прогиб будет около 0,9 мм, т. е. почти вдвое меньше. При меньших скоростях сварки (какие практически и имеют место при ручной сварке) расхождения будут еще больше.

В одной из более поздних экспериментальных работ Шевер - ницкий и Мамонов [21] пытаются связать деформации полосы при наплавке валика на кромку с удельным расходом тепла на 1 пог. см шва. Уже из приведенных выше данных Рыкалина Н. Н.

(рис. 20) с очевидностью следует, что такая попытка обречена на неудачу, так как количество вводимого тепла еще не опре­деляет температуры нагрева. Кроме того, как видно из рис. 55, увеличение количества тепла, вводимого на 1 пог. см шва (что при v = const равносильно увеличению /), приводит к пропор­циональному увеличению прогибов(кривизны)лишь при относи­тельно широких полосах, каковые и применялись в исследова­ниях Шеверницкого и Мамонова. При узких полосах увеличение количества тепла, вводимого на 1 пог. см шва может при тех же режимах привести к уменьшению деформаций. Таким образом, количество тепла, вводимое на 1 пог. см шва, не может являться сколько-нибудь общим критерием для оценки деформаций полосы.