Файл: Вопросы конструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин материалы городской конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию образования СССР сборник статей..pdf

опытная партия многопостовых источников питания ИДГМ-1000/1601. Источник питания данной системы состоит иа двух выпрямителей; ВДГТЛ-1001 и ВДГМг-1601, стабили­ зированное напряжение которых — соответственно 26 и 40В. В зависимости от режима сварки сварочные песты подключаются к шинопроводу того или иного выпрямителя. Выпря­ мители выполнены на кремниевых вентилях и имеют жест* кие внешние характеристики. В цепь каждого поста вклю­ чены дроссели с двумя ступенями индуктивности и неболь­ шой балластный реостат для регулирования напряжения на дуге. Система обеспечивает довольно широкий диапазон регулирования напряжения на постах. Однако в производст­ венных условиях трудно обеспечить рациональную аагрузку обоих выпрямителей, так как для этого необходимо иметь Строго определенное количество сварочных постов с низкими и высокими режимами.

Тем же ВНИИЭСО предложено применять в качестве регулирующих элементов вольтодобавочные трансформаторы

осуществляется изменением 'коэффициента трансформации ВДТ и плавным регулированием их первичного напряжения автотрансформаторами или схемами на тиристорах. Кроме того, в качестве регулирующих элементов рабочих режимов на постах предложено использовать регулируемые дроссели насыщения или тиристоры. Для расширения дипазонов регу­ лирования рабочих режимов может быть использована комбинированная схема, в которой регулирование осущест­ вляется групповыми ВДТ и дросселями насыщения. В цепь каждого поста во всех случаях предусмотрено включение стабилизирующего дросселя. Напряжение многшостовых выпрямителей должно быть стабилизировано.

Все вышеназванные схемы обеспечивгцот автономное регулирование режимов сварки на постах в широких преде­ лах при обеспечении м ен !лего расхода активных материа­ лов на изготовление общего трансформатора мяогопоставо-

128

рующих устройств. Недостатки: ограниченный диапазон регу­ лирования напряжения на постах и непроизводительные по­ тери электроэнергии в балластных реостатах.

Другая многопостовая система ИЭС им, Патона вклю­ чает в себя понижающий трансформатор или генератор пе­ ременного напряжения, к которому подключен трехфазный шинопровод переменного тока. Линейное напряжение на шн~ нопроводе составляет 30 В. К шинопроводу подключены малогабаритные постовые выпрямители, состоящие из про­ ходного автотрансформатора с коэффициентом траг.сформа - ции 1,5 и выпрямительного блока. Напряжение выпрямите­ лей регулируется переключением отпаек обмотки автотран­ сформатора. В цепь каждого поста включено регулируемое сопротивление для создания пологопадающей характеристики цепи каждого поста.

Вторая система отличается от предыдущей тем, что линейное напряжение на шинопроводе составляет 40 В, а к шинопроводу поде оединены выпрямители на тиристорах. В цепь каждого поста в целях обеспечения устойчивого горе­ ния дуги при глубоком регулировании напряжения включены стабилизирующие дроссели.

Преимуществами обеих систем являются меньшая уста­ новочная мощность общего понижающего трансформатора и высокая степень обеспечения независимой работы постав.

К недостаткам следует отнести повышенный расход актив­ ных материалов на трехфазный шинопровод и полупровод­ никовых вентилей на постовые выпрямители.

На кафедре сварки РИСХМа разработаны два типа ста­ билизаторов напряжения выпрямителей BKCM-100Q и ВДМ-1601. В качестве исполнительных органов стабилиза­ торов использованы магнитные и тиристорные усилители. Стабилизатор напряжения дроссельного типа обеспечивает регулирование и стабилизацию выпрямленного напряжения выпрямителей ВКСМ-1000 и ВДМ-1601 в пределах 20-ЗОВ и 40-50В. Тиристорный стабилизатор напряжения обеспечивает стабилизацию выходного напряжени I выпрямителей BKCM-ltitO и ВДМ-1801 в пределах 30-36В. Габаритно-весг-

131

вые показатели тиристорного стабилизатора напряжения зна­ чительно меньше, чем у стабилизатора напряжения дроссель ного типа* Кроме того, тиристорный стабилизатор обладает меньшей инерционностью.

Анализ существующих многопостовых систем показыва­ ет, что целесообразность применения той или иной систе­ мы определяется конкретными условиями производства (в первую очередь, количеством сварочных постов и их ре­

жимами). Причем наиболее экономичной является система, обеспечивающая питание группы постов (от 5 и более) с одинаковыми или незначительно отличающимися друг от друга режимами.

132

Ю.Г. Л ю д м и р с х н й , В.И. Б в р-е &у « жя й, А.П; С. у п е д к о

ПОВЫШЕНИЕ МАЛОЦИКЛОВОЙ УСТАЛОСТИ СВАРНЫХ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПУТЕМ ВЫПОЛНЕНИЯ

ГАЛГБЛЬНЫХ ВАЛИКОВ

В настоящее время для изготовления ответственных толь столистовых сварных конструкций все более ширско применя­ ются высокстрочные стали с пределом прочности 8ft0-- 220,0 кг/мм . Высокая прочность таких сталей достигается в пропеосе термообработки, которая аахпхжаетря в аакапхе и низком отпуске, поэтому для получении качественных свар­ ных соединений со свойствами, равноценными свойствам ос­ новного металла, после сварки необходимо производить тер*? мообработку* Однако часто размеры конструкций не поавоплЮГ выполнять их термообработку. В этом случае для nonysчення равнопрочного стыкового с'^едивения сварной шов вы- ^попняюг со значительным усвоением напнчиехоггорого уыднивает хондентрашпо напряжений в месте перехода ионного металла к металлу шва. Кроме того, в ет0** мёртв после сварки возникают?-остаточные напряжения растяжения, а механические свойства металле околошоаной аоньг н£же, /' чем основного металла. Все эти фелггорм снижают долговая ность конструкций, особенно при работе и условиях маподлоновых чагружеяий, г раарущенне^как правят», происходит до

.193

пинии сплавления металла шва с основным металлом. Цепью данной работы являлось определение влияния тех

нопогии выполнения гантельного валика на мапопикповую усталость сварного стыкового соединения. Исследовались три способа выполнения галтепьных валиков. Первый способ

заключался в оплавлении Гранины сварного шва дуговой свар­ кой поперечнокопебпющимся нёппавящимся электродом в сре­ де аргона без присадочной проволоки. В этом случае дости­ галось уменьшение концентрации напряжений в месте перехо­ да от основного металла к металлу шва. Аналогично перво­ му способу выполнялся гантельный валик по второму спосо­ бу, но оплавление производилось с добавлением присадочной проволоки ВНС-2 /Х15Н5Д2Т/, дилатометрические свойства которой способствуют созданию в окопошовной зоне остаточ­ ных напряжений сжатия. Третий способ выполнения галтельного валика состоял в оплавлении границ шва аналогично первому способу, с последующей обкаткой между роликами. Обкатка обеспечивала в окопошовной зове создание благопри­ ятных остаточных напряжений сжатия и получение заданного радиуса кривизны гаптеПьного валика. Следует отметить, что в пенях уменьшения зоны термического влияния я улуч­ шения качества выполнения гантельного валика вышеописан­ ными способами движение дуги при поперечном колебании осуществлялось по заданной программе, обеспечивающей за­ медленное перемещение сварочной дуги по металлу шва н

Из листа с фрезерованной поверхностью толщиной 20 мм были изготовлены образцы в виде баночек равного сопротивления со сварным швом. Гантельный валик выполнялся одним нз вышеописанных способов. Кроме того, подготавливались об­ разны, имитирующие граничный валик шва по серийной тех­ нологии. Шов располагали параллельно плоскости заделки об­ разца. Образцы испытывались при повторно-статических на­ гружениях с стнупевым циклом в условиях консольного одно­ осного изгиба на установке, разработанной на кафедре 'Технология н оборудование сварочного производства'

РИСХМа.

134

Испытания проводились в 3%-ном растворе JJaCt с частотой нагружения 10 циклов з минуту. Амплитуда напря­

Результаты испытания показывают, что наибольшую долго­ вечность имели обраацы с гантельными валиками, выполнен­ ными вторым и третьим способами. Обращает на себя внима­ ние тот факт, что создание в окопошовной зоне остаточных напряжений сжатия в 2-3 раза повышает число циклов нагру­ жения до появления трещин на сварном соединении. Кроме того, пластическое деформирование металла шва и околгшов­ ной зоны при обкатке между узкими роликами в 1,7-8 раза повышает число циклов нагружения, ушедших на развитие раз­ рушения. Однако выполнение гантельного валика с доследую­ щей обкаткой между узкими роликами имеет ряд существен­ ных недостатков: громоздкость оборудования для обкатки,ус-

133

Пожвеине технологического яроцесса, ухудшений работы пла­ стнческх Деформированного металла в успоиних низких темпе­ ратур к т.д. Поэтому наиболее целесообразно для повышения Мапониклевой усталости сварных стыковых соединений исполь­ зовать способ выполнения гапгельного вапнкд путем оплавле­ ния гранил сварного шва поперечно-^*олебпюшейся электри­ ческий дугой в среде аргоца с добавлением в сварочную ванну материала типа ВНС-2.

198

С .Д .К осов , В .Я .Х а р ч ен к о

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЯВЛЕНИЯ ТРЕШИН ПРИ ПРАВКВ И ИХ ВЛИЯНИЯ НА МАЛОЦИКЛОВУЮ УСТАЛОСТЬ ТИТАНОВОГО СПЛАВА В КОРРОЗИОННОЙ СРЕДЕ

Одной из oneрадий нюхнологического процесса производ­ ства конструкций явпяется правка пистового метаппа. В про­ цессе правки метапп на поверхности листа испытывает зна­ копеременные пластические деформации, повторяемость кото­ рых достигает нескольких десятков циклов, что может при­ вести к появлению поверхностных трещин. Такие трещины в определенных условиях могут являться причиной врзннкно — вения разрушения, а следовательно, оказывать влияние на долговечность конструкции.

В связи с этим необходимо было оценить В О З М О Ж Н О С Т Ь появления трещин при правке и их влияние на воэдикнове - ние разрушения. Исследовались листы из титанового сплава толщиной 20мм. Из листа вырезались плоские образцы, ко­ торые испытывались на повторно статический изгиб при жестком нагружении с симметричным знакопеременным цик­ лом. Такая схема испытаний наиболее полно отражает ус г ювия деформирования метаппа при правке, Различное напря­ женное состояние на поверхности листа имитировалось ив - менением соотношения б/t , где В и t соответственно 1 ширина и толщина образца. Так, для получения на поверх-* ности образца двухосного напряженного состояняя(££>шО,бб/)

137

образцы изготавпивапись с-састношением б / t = 5. Для по­ лучения одноосного напряженного состояния ( СЭэ = 0) об­ разны изготавпивапись с соотношением 8/£ ш 1. Испыта- ЫИЯ проводили при различных значениях размаха амплиту­ ды пластической деформации ( &£ ) до появления на по­ верхности образца трещин.

Результаты испытаний представлены в таблице. Видно, что с увеличением размаха амплитуды пластической дефор­ мации уменьшается число циклов до появления поверхност­ ных трешин. Причем переход от одноосного напряженного

пластическому изгибу, что увеличивает вероятность появ­ ления трещин при правке.

Для опенки характера и скорости развития поверхност­ ных трещин, возникающих при правке, были проведены ус­ талостные испытания образцов, имеющих поверхностные трещины. Образцы представляли собой балку равного со - противления и изготавливались таким образом, чтобы в рабочей части образна находилось максимальное количест­ во исходных трещин. Испытания проводились при повторно­ статических нагружениях с отнупевым циклом в условиях консольного одноосного изгиба на установке, пазработанной на кафедре 'Оборудование и техно!.огия сварочного производства' РИСХМа, в 3%-ном растворе jfa.С£, при уров­ не средних рабочих напряжений 0,78 (5о,2. •

138