ТЕОРИЯ сварочных процессов

Формы сварочной ванны при различных способах сварки

При электронно-лучевой сварке стыковых соединений деталей толщиной до сотен миллиметров удается получить минимальную ширину зоны проплавления основного металла. Сварочная ванна в поперечном сечении имеет форму, близкую к продольному сече­нию конуса, а в плоскостях, перпендикулярных лучу, - близкую к эллипсу.

При электрошлаковой сварке также можно получить мини­мальное проплавление основного металла, но для ведения шлаково­го процесса с целью получения достаточного выделения теплоты необходим зазор, который затем должен быть заполнен присадоч­ным металлом. Сварочная ванна может быть мелкой или глубокой в зависимости от скорости сварки и мощности источника. Форма ванны при электрошлаковой сварке зависит от соотношения между количествами теплоты, поступающими в основной металл непо­средственно от шлака и от опускающегося в металлическую ванну перегретого электродного металла.

При использовании дуговых, плазменных и газопламенных ис­точников теплоты при сварке встык листов металла небольшой толщины форма ванны близка к форме изотермы, которая соответ­ствует температуре плавления, рассчитанной для схемы движуще­гося линейного источника в пластине. С ростом толщины листов металла разница в размерах ванны на верхней и нижней поверхно­стях листа становится все более значительной, а при некоторой толщине полное проплавление уже не достигается, как показано на рис. 7.6. Для увеличения проплавляющей способности указанных источников используют разделку кромок. Проплавляющую спо­собность различных источников теплоты обычно оценивают экс­периментальным путем, расплавляя поверхность массивного тела или толстой пластины.

Геометрические размеры сварочной ванны и валика шва харак­теризуются следующими параметрами (рис. 7.6): L - длина ванны, В - ширина ванны, Н - глубина проплавления, Нк - глубина крате­ра, А - высота выпуклости шва, Fnp - площадь проплавления,

FH - площадь наплавки. Форму зоны проплавления оценивают относительной глубиной проплавления Н/В или коэффициентом формы провара = fi/Я, а также коэффициентом полноты

проплавления рпр = Fnp/(HS), значение которого обычно состав­ляет 0,6...0,8. Для дуговых видов сварки относительная глубина

в

Рис. 7.6. Формы сварочной ванны при дуговой сварке: а - поверхностная дуга; б - погруженная дуга; в - дуга под флюсом

проплавления Н/В достигает максимального значения « 3 (свар­ка под флюсом). Очертания зоны наплавки характеризуются ко­эффициентом формы валика Т'в = В! А и коэффициентом полноты валика рв = FH /(.АВ).