ALTE DOCUMENTE
|
|||||
CAPITOLUL 4
CERCETĂRI EXPERIMENTALE PRIVIND INFLUENŢA PRESIUNII LA SUDAREA USCATĂ HIPERBARICĂ
MAG - M ÎN CURENT PULSAT CU SÂRMĂ TUBULARĂ
4.1. Programul experimental
Influenta parametrilor tehnologici la sudarea MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a fost analizata sub trei aspecte:
q geometria cordonului depus;
q durificarea zonei influentate termic a otelului X 60;
q dimensiunile zonei influentate termic.
În cadrul acestui program experimental cât si a celor ulterioare s-au folosit urmatoarele materiale de baza, de adaos (sârme tubulare) si auxiliare (amestec de gaze de protectie):
a. Table din otel slab aliat cu granulatie fina marca X 60, cu grosimea de 14,3 mm (A.P.I. 5L - 2000). Compozitia chimica si caracteristicile mecanice sunt prezentate în tabelele 4.1 si 4.2 (conform certificatului de calitate eliberat de producator).
Tabelul 4.1. Compozitia chimica a otelului X 60
Marca otelului |
Compozitie chimica |
q limentare: 42 V, 50/60 Hz; q Diametru sârma electrod: 0,8; 1,0; 1,2; 1,6 mm; q Viteza de avans sârma: (1,9 - 25) m/min; q Putere consumata: 300 W; q Greutate: 14 Kg. q Curent de sudare maxim la DA 60 % (CO2): 315 A; q Curent de sudare maxim la DA 60 % (MIX, Ar): 285 A; q Diametru sârma plina (otel): (0,8 - 1,2) mm; q Diametru sârma plina (Al si aliaje): (1,0 - 1,2) mm; q Diametru sârma tubulara: (1,0 - 1,2) mm; q Debit gaz protectie: (10 - 15) l/min; q Greutatea (3 m): 2,5 Kg, (4,5 m): 3,3 Kg.
q Viteza de oscilatie: (6 - 60) mm/s; q Latimea oscilatie: (1 - 30) mm; q Reglarea electrica a liniei 0: +/- 12,5 mm; q Timpul de oprire pe margini: (0,0 - 9,9) s; q Numarul de programe: 5. Fig. 4.4. Tractorul de sudare Railtrac Fig. 4.5. Programatorul digital Fig. 4.6. Comanda la distanta FW 1000 a echipamentului de sudare. Panoul frontal al programatorului digital prezinta doua zone distincte: stânga - comanda propriu-zisa a caruciorului si dreapta - comanda unitatii oscilatorie sau a pendulari (fig. 4.4). Programatorul digital respectiv comanda la distanta a tractorului de sudare sunt prezentate în figurile 4.5 respectiv 4.6. Comanda la distanta asigura comanda simultana a sursei si a tractorului de sudare. Influenta presiunii la sudarea hiperbarica uscata MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a fost analizata sub patru aspecte: q geometria cordoanelor depuse; q durificarea zonei influentate termic a otelului X 60; q dimensiunile zonei influentate termic. Tabelul 4.9. Parametrii regimurilor de sudare variabili folositi la depunerea MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a cordoanelor la presiune atmosferica (pr = 0 bar)
Tabelul 4.10. Parametrii regimurilor de sudare variabili folositi la depunerea hiperbaricauscata MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a cordoanelor la pr = 2 bar
Tabelul 4.11. Parametrii regimurilor de sudare variabili folositi la depunerea hiperbaricauscata MAG - M în curent pulsat cu sârma tubulara a cordoanelor la pr = 4 bar
Parametrii de sudare folositi la depunerea celor 15 cordoane sunt centralizati în tabelele 4.9...4.11. În timpul depunerii cordoanelor de sudura au fost mentinuti constanti urmatorii parametrii de sudare: Ua regl r = 29 V; Ua regl u = 32 V; ver = 3 m/min; veu = 6 m/min; vsr = 16 cm/min; vsu = 32 cm/min; vp = 12 mm/min; tst = 0,4 s; tpre gaz = 3,0 s; tpost gaz = 1,5 s; hD-P = 17 mm. Cresterea presiunii relative din incinta presurizata de la 0 bar la 2 bar si respectiv 4 bar, a necesitat o protectie suplimentara în sensul maririi presiunii gazului de protectie de la 5,5 bar la 7 bar si respectiv 9 bar.
Fig. 4.7. Vedere interioara a simulatorului: a- înainte de sudare; b- în timpul sudarii. Pe parcursul determinarilor, s-a constatat faptul ca arcul electric a fost stabil, obtinându-se cordoane depuse cu aspect estetic si fara stropi. Exceptie a facut cordonul nr. 6 la care arcul electric a fost instabil si datorita lipsei gazului de protectie, cordonul depus a prezentat pori (fig. 4.9, cordonul nr. 6). Dupa depunerea fiecarui cordon de sudura proba s-a racit lent pâna la temperatura ambianta. q fiecare cordon depus a fost curatat de zgura înainte de depunerea urmatorului cordon (numai pentru sârma tubulara rutilica Fluxofil 14HD); q nu sunt imperfectiuni vizibile (fisuri sau porozitati). Din fiecare set de cordoane depuse, s-au prelevat mecanic câte o epruveta transversala cu latimea de 15 mm (pentru aspectul vizual si respectiv pentru macrostructurile cordoanelor depuse). Dupa prelevarea mecanica suprafetele taieturilor au fost rectificate si prelucrate cu smirghel metalografic. În final suprafetele astfel pregatite au fost atacate cu nital 2 %. Aspectele vizuale si macrostructurile celor 15 cordoane depuse sunt prezentate centralizat în figura 4.9. 4.2. Influenta presiunii asupra geometriei cordoanelor depuse b |
a |
c d
e
Fig. 4.8. Influenta presiunii relative din incinta presurizata asupra elementelor
geometrice ale cordonului depus (latimea b, supraînaltarea h si patrunderea p):
a- cordonul 1; b- cordonul 2; c- cordonul 3; d- cordonul 4; e- cordonul 5.
Fig. 4.9. Macrostructurile cordoanelor depuse: 1, 2, 3, 4 si 5- numarul stratului
în îmbinarea sudata cap la cap; 0- pr = 0 bar; 2- pr = 2 bar; 4- pr = 4 bar.
4.3. Influenta presiunii asupra durificarii ZIT a otelului X 60
Prin încercarea de duritate sub sudura se determina duritatea metalului de baza în zona influentata termic de procesul de sudare. Metoda permite obtinerea de informatii privind durificarea otelului supus actiunii ciclului termic de sudare. Încercarea consta în determinarea duritatii prin metoda Vickers a zonei influentate termic produsa prin depunerea de cordoane de sudura pe o placa de otel. Încercarea de duritate s-a realizat în conditiile atmosferei ambiante, conform STAS 492 - 1978, cu sarcina de 49,2 N (HV 5). Amprentele de duritate în numar de minim 10 s-au amplasat în zona de influenta termica, cu conturul tangent la linia de topire (fig. 4.10).
Fig. 4.10. Modul de amplasare al urmelor de duritate Vickers HV 5 sub cordon. |
Ca rezultat al încercarilor se considera media aritmetica a trei valori maxime determinate astfel încât diferenta maxima (amplitudinea împrastierii) sa fie de 25 HV 5. Valorile individuale si mediile a trei valori maxime ale duritatilor Vickers HV 5 sub cordon, pentru cele 15 cordoane depuse, sunt prezentate centralizat în tabelul 4.12. |
Tabelul 4.12. Duritatile Vickers HV 5 în zona influentata termic de procesul de sudare
(sub cordon) pentru cele 15 cordoane depuse
Nr. cordon depus |
Presiunea relativa, bar |
Duritati Vickers HV 5 |
Media aritmetica a 3 valori maxime |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Din analiza influentei presiunii asupra durificarii otelului X 60 rezulta ca amplitudinea împrastierilor a fost cuprinsa în domeniul (0.5) HV 5, iar mediile a trei valori maxime au fost cuprinse în domeniul (260.264) HV 5.
4.4. Influenta presiunii asupra dimensiunilor
zonei influentate termic
Fig. 4.11. Zonele de masurare a latimilor zonei influentate termic.
Tabelul 4.13. Valorile individuale si medii ale latimilor zonei influentate termic
Nr. cordon depus |
Presiunea relativa, bar |
Valori individuale ale latimilor ZIT |
Latime medie ZIT orizontal (A + C)/2 |
Latime medie ZIT (A + B + C)/2 |
||
A |
B |
C |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fig. 4.12. Influenta presiunii asupra latimii zonei influentate termic: a- cordonul 1; b- cordonul 2;
ZITv- latimea ZIT în plan vertical; ZITo- latimea ZIT în plan orizontal; ZITm- latimea medie a ZIT.
Fig. 4.13. Influenta presiunii asupra latimii zonei influentate termic: c- cordonul 3; d- cordonul 4; e- cordonul 5; ZITv- latimea ZIT în plan vertical; ZITo- latimea ZIT în plan orizontal;
ZITm- latimea medie a ZIT.
4.5. Concluzii
Marirea latimii de pendulare la cordoanele 3, 4 si 5 (4 - 6 - 8 mm) a condus la micsorea substantiala a dimensiunilor medii ale zonei influentate termic indiferent de presiunea de lucru din incinta. Pentru cordonul 3 (2,28 - 2,03 - 1,78 mm), cordonul 4 (2,49 - 2,16 - 1,91 mm) si cordonul 5 (2,62 - 2,34 - 2,03 mm).
|