Review of the Existing Methods of Improving the Strength of Welded Joints. (Part Ii. Application of Electromagnetic Fields in Welding and Related Processes)

Abstract

Дніпровський державний технічний університет, м. Кам'янське ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ МЕТОДІВ ПІДВИЩЕННЯ МІЦНОСТІ ЗВАРНИХ З'ЄДНАНЬ (ЧАСТИНА ІІ. ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ ПОЛІВ В ЗВАРЮВАЛЬНИХ ТА СПОРІДНЕНИХ ПРОЦЕСАХ) Вступ. Електромагнітне перемішування (ЕМП) рідкого металу зварювальної ванни застосовують для безпосереднього впливу на її кристалізацію і управління на цій основі структурою та службовими властивостями зварних з'єднань. Відомо про високі техніко-економічні показники виробничого впровадження методів зварювання з ЕМП (дугового, імпульсно-дугового, електрошлакового і ін.), однак обсяги їх застосування для вдосконалення технологічних процесів електродугового зварювання плавленням все ще недостатні. Це пов'язано з відсутністю устаткування для ЕМП, що випускається серійно [1, 2]. Постановка задачі. Виникнення основних дефектів литої структури швів, що знижують службові властивості зварних з'єднань, відбувається на стадії кристалізації рідкого металу в зварювальній ванні. Тому успішне вирішення завдань управління якістю з'єднань, одержуваних зварюванням плавленням, вимагає розробки методів і засобів активного впливу саме на цю стадію зварювального процесу. Традиційні методи впливу на структуру і властивості зварних швів, які ґрунтуються на використанні відомих металургійних або технологічних прийомів (легування, модифікування, регулювання погонної енергії, вібрації зварювальної ванни тощо), не завжди прийнятні з причин неоднозначного впливу як на властивості з'єднань, так і на продуктивність зварювання, а також труднощів практичного застосування. Принципово нові можливості для управління формуванням і кристалізації зварних швів створюються при використанні зовнішніх магнітних полів для переважного впливу на джерело зварювального нагріву, наприклад, дугу або на гідродинаміку зварювальної ванни. Результати роботи. Магнітне управління здійснюється без безпосереднього контакту керуючих пристроїв з зоною зварювання, легко піддається автоматизації, і його застосування не вимагає істотної зміни стандартного устаткування і техніки зварювання. Це створює хороші передумови для широкого застосування електромагнітних впливів в управлінні якістю зварних з'єднань, в тому числі на основі систем автоматичного регулювання [1, 3]. У загальному обсязі робіт, виконуваних зварювання плавленням, більше 60% складають технології дугового, імпульсно-дугового і електрошлакового зварювання. На цей час опубліковано значну кількість робіт, присвячених розгляду особливостей застосування різних зовнішніх електромагнітних дій (ЕМД) у процесах дугового зварювання. Головним чином їх використовують у випадках, коли для забезпечення заданого рівня якості швів традиційних технічних і технологічних заходів недостатньо. Аналіз виявив, що технологічне застосування поздовжніх (ПДМП), поперечних (ПОМП) або комбінованих (КМП) магнітних полів визначається вибором об'єкта керування. При цьому дуга, зварювальна ванна або краплі розплавленого металу на торці електрода можуть бути самостійними об'єктами ЕМД або, що більш характерно, об'єктами одночасного впливу...