Рис. 2.2. Схема сварки с РТЦ посредством принудительного сопутствующего охлаждения:

а — ЭШС с односторонним охлаждением: б — ЭШС с двусторонним охлаждением; в — АДС с односторонним охлаждением; 1 — электродная проволока; 2 — ползун, формирующий шов; 3 — шлаковая ванна; 4 — металлическая ваина; Б — факел охлаждающей среды; в — охлаждающее устройство —• водовоздушная форсунка; 7 — охлаждаемая поверхность; 8 —• сварной шов; 9 — свариваемый металл

ности сварного соединения| 10 — расстояние от факела охлаждения до источника нагрева- А — расстояние от охлаждаемой поверхности до кромки охлаждающей форсунки' 0О — удельный расход охлаждающей среды.

Интенсивность изменения температур на стадиях нагрева и охлаждения термических циклов при общепринятой технологии сварки снижается с увеличением уровня погонной энергии сварки цЬ. Значения минимальны при электронно-лучевой и лазерной сварке (0,1—0,6 МДж/м), соответствуют 0,3—1,5 МДж/м при сварке в среде защитных газов неплавящимся электродом, 0,5—3 МДж/м — при ручной электродуговой сварке и сварке в среде защитных газов плавящимся электродом, 1—10 МДж/м — при дуговой сварке под флюсом и 30—125 МДж/м — при электрошлаковой сварке.

Рис. 2.3. Термические циклы АДС по общепринятой технологии (1—3) и с РТЦ (4—6) в околошовном участке ЗТВ сварных соединений стали 17ГС при толщине проката 11,5 (/, 4) и 8 мм (2, 3, 5, 6) на погонной энергии, МДж/м:

Л .-5,72; *. 5 = 2,87; 3. в ^ 2.11 16' '

Как видно из рис. 2.3 и табл. 2.2, при автоматической дуговой сварке под флюсом по общепринятой технологии значения параметров изменяются в определенных пределах регулированием погонной энергии сварочного процесса. Например, при уменьшении погонной энергии сварки с 5,72 до 2,17 МДж/м скорость нагрева в околошовном участке ЗТВ увеличивается от 330 до 980 °С/с, а скорость охлаждения от 1 до 3,4 °С/о при одновременном уменьшении тс = %' + г" с 84 до 17 с. Применение технологии сварки о РТЦ позволяет повысить интенсивность нагрева до 1050 °С/о, интенсивность охлаждения до 47,5 °С/о, а значение в0 сократить до 3,4 с.

Между тем применение принудительного сопутствующего охлаждения позволяет существенно расширить интервал регулируемых значений параметров термических циклов, в том чиоле гП ПРИ постоянной погонной энергии сварки, как это видно из со-поставления данных табл. 2.2, относящихся к условиям обще-принятой технологии АДС и АДС о РТЦ. \ Следует отметить, что принудительное сопутствующее охлаж-^0 дение является наиболее эффективным средством воздействия на сО параметры теплового поля и при ЭШС. Например, при ЭШС _ с РТЦ стали толщиной 40 мм по сравнению с общепринятой тех-нологией значения ювоо-5оо оказываются в 15—20 раз выше, а значения %" уменьшаются о 140 до 80 (см. табл. 2.3, варианты 1, 2).

Результатом влияния ГПМ на термические циклы сварки является повышение интенсивности нагрева металла по сравнению с общепринятой технологией в 4—5 раз. Стадии охлаждения

Таблица 2.2

Параметры термических циклов иа околошовиом участке и участке неполной перекристаллизации при дуговой сварке под флюсом по общепринятой технологии и с РТЦ

Примечание, ш' и ш — мгновенные скорости охлаждения при 900 и 550 "С.