Импульсно – дуговая сварка плавящимся электродом алюминиевых сплавов

Рис. 5. Микрошлифы швов, полученных при сварке током 140—160 А обычным полуавтоматом (а) и с импульсной подачей проволоки (б): 1 — включения в сварном шве

Электрическое сопротивление сварного узла шинопровода определяли по следующей методике. Специально сконструированными щупами, обеспечивающими гарантированное одинаковое усилие прижима контакта, из меряли падение напряжения на выбранном участке сварки для ряда значений тока (например, 100, 200 и 300 А). Затем вычисляли значения сопротивления сварного узла и усредняли их. Можно отметить, что во всех сравнительных замерах электрическое сопротивление узла, сваренного с применением импульсной подачи, неизменно на 3—5 % меньше электрического сопротивления узла при стандартной сварке.

При тех значениях токов, которые применяются при электролизе магния (225 кА), снижение затрат электроэнергии только за счет качественного выполнения контактного соединения в общей структуре затрат является ощутимой экономией.

На рис. 5 приведены характерные микрошлифы металла сварного шва в центральной его части, выполненные обычным полуавтоматом ПШ 107 ВА и таким же полуавтоматом, но с импульсным механизмом подачи проволоки на основе квазиволновой передачи (КВП). Параметры импульсной подачи проволоки Св-А5 диаметром 1,2 мм: шаг подачи 1,6 мм;  частота импульсов 48—50 Гц. Форма импульсов близка к синусоидальной, а ускорение расплавленной капли электродного металла (расчетное) в пределах 40—50 м/с2. Видно, что при сварке с обычной подачей полученное сварное соединение имеет достаточно большое число неметаллических включений (в основном остатки оксидной пленки и пузырьки газов, поры, в том числе и как результат некачественно подготовленных поверхностей электродной проволоки и изделия, а также из-за проблем с защитной средой). Сварной шов в этом случае недостаточно плотный. Шов, полученный с применением импульсной подачи, существенно более плотный, так как практически лишен неметаллических включений. Этот эффект обусловлен более интенсивным перемешиванием жидкого металла ванны, дегазацией металла шва и всплыванием на поверхность неметаллических включений, что и отражается на электропроводных свойствах сварного контактного соединения.

Рис. 6. Микрошлифы начальных участков швов, полученных при сварке угольным электродом (а), обычным полуавтоматом (б) и с импульсной подачей проволоки (в)

Другой причиной повышения электропроводных свойств сварного электроконтактного соединения из алюминия является выявленное авторами различие в начальных фазах сплавления основного и электродного металлов при разных способах сварки. Это различие иллюстрирует рис. 6.  Видно, что наилучшее сплавление происходит при сварке с импульсной подачей, что обусловлено лучшими условиями удаления в процессе сварки оксидных пленок, которые неизбежно присутствуют на свариваемом металле и являются причиной частичного несплавления.

ВЫВОДЫ

1. Применение новых  регулируемых механизмов импульсной  подачи электродной проволоки при дуговой механизированной сварке сплавов алюминия позволило существенно улучшить формирование металла шва и его структуру и снизить потери электродного металла.

2. Улучшение электропроводных  свойств алюминиевого сварного  соединения при механизированной  сварке может быть достигнуто  в том числе и при использовании  импульсной подачи электродной  проволоки с управляемыми параметрами. При этом обеспечивается качественное выполнение сварного соединения, влияющее на электротехнические свойства токоведущих шин.

Список используемой литературы. 

1.Anders Norlin. A century of aluminium – a product of the future // A welding  review published by Esab. Focus Aluminium, 2000. №2. с. 31-33.

2.Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. Технология и оборудование  сварки плавлением. .: Машиностроение, 1977.

3. Аргоно-дуговая сварка  алюминиевых сплавов для строительных  конструкций, технологические рекомендации. М.: Госстройиздат, 1963.

4. Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов. Киев: Наукова  думка, 1981.