Сравнительная оценка способов дуговой и гибридной плазменно-дуговой сварки плавящимся электродом алюминиевого сплава 1561

Abstract

Для повышения ресурса работы и надежности сварных конструкций из алюминиевых сплавов целесообразно применять, кроме традиционной импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом на обратной полярности, гибридную плазменно-дуговую сварку плавящимся электродом. Проведены работы по определению технологических режимов гибридной плазменно-дуговой сварки алюминиевого сплава 1561 толщиной 5 мм, сравнение процессов традиционной дуговой сварки плавящимся электродом и гибридной плазменно-дуговой сварки с учетом остаточного напряженно-деформированного состояния получаемых стыковых сварных соединений, а также дана оценка перспективности замены традиционной дуговой сварки гибридной. В ходе определения технологических режимов гибридной плазменно-дуговой и импульсной дуговой сварки алюминиевого сплава 1561 установлено, что при одинаковых скоростях оба способа обеспечивают примерно равную погонную энергию. При этом отработанная технология гибридной сварки позволила уменьшить диаметр проволоки с 1,6 до 1,2 мм, что привело к уменьшению ширины шва по сравнению с дуговой сваркой на 25…50%. Уменьшение площади лицевой части шва по сравнению с площадью корневой части при гибридном способе сварки привело к снижению уровня остаточного коробления сваренных пластин примерно в 3 раза, а остаточных напряжений вдоль линии шва —на 15…20%.

Для підвищення ресурсу роботи і надійності зварних конструкцій з алюмінієвих сплавів доцільно застосовувати, крім традиційного імпульсно-дугового зварювання плавким електродом на зворотній полярності, гібридне плазмово-дугове зварювання плавким електродом. Проведено роботи по визначенню технологічних режимів гібридного плазмово-дугового зварювання алюмінієвого сплаву 1561 товщиною 5 мм, порівняння процесів традиційного дугового зварювання плавким електродом та гібридного плазмово-дугового зварювання з урахуванням залишкового напружено-деформованого стану одержуваних стикових зварних з’єднань, а також дана оцінка перспективності заміни традиційного дугового зварювання гібридним. В ході визначення технологічних режимів гібридного плазмово-дугового та імпульсного дугового зварювання алюмінієвого сплаву 1561 встановлено, що при однакових швидкостях обидва способи забезпечують приблизно рівну погонну енергію. При цьому відпрацьована технологія гібридного зварювання дозволила зменшити діаметр дроту з 1,6 до 1,2 мм, що призвело до зменшення ширини шва в порівнянні з дуговим зварюванням на 25...50%. Зменшення площі лицьової частини шва в порівнянні з площею кореневої частини при гібридному способі зварювання призвело до зниження рівня залишкового жолоблення зварених пластин приблизно в 3 рази, а залишкових напружень вздовж лінії шва — на 15...20%.

it is advisable to apply hybrid plasma-arc welding using consumable electrode to increase the service life and reliability of welded structures of aluminum alloys. The works on determination of technological modes of hybrid plasma-arc welding of aluminum alloy 1561 of 5 mm thickness and the comparison of the processes of traditional consumable electrode arc welding and hybrid plasma-arc welding, taking into account the residual stress-strain state of the resulting butt welded joints, as well as evaluation of the prospects for replacement of traditional arc welding by hybrid one were carried out. During determination of technological modes of hybrid plasma-arc and pulsed arc welding of the aluminum alloy 1561, it was found that at the same speeds the both methods provide approximately equal energy input. At the same time the mastered technology of hybrid welding provided the reduction in the wire diameter from 1.6 to 1.2 mm, which resulted in 25–50% smaller width of the weld as compared to arc welding. Reduction in the area of the weld facial part as compared to the root part area in the hybrid welding method led to approximately 3 times decrease in the level of residual distortion of welded plates, and 15–20% decrease in residual stresses along the weld line.