Полуавтоматическая (MIG) сварка алюминия. Влияние характеристик двойного импульса на формирование сварочных швов и механических свойств
Что такое Импульсная сварка?Это разновидность дуговой сварки в защитных газах. На основной сварочный ток накладываются, с частотой в несколько десятков герц, дополнительные импульсы тока.
Разработана также технология двойного импульса с модуляцией импульсов тока. Модуляция позволяет изменять формы импульса, углы наклона их фронта волны, что позволяет управлять мелкокапельным и струйным переносом металла при сварке.
Преимущества импульсной сварки:
- Сужение сварочной дуги с увеличением частоты, уменьшение размера зерен в металле шва
- Отличный контроль сварочной ванны, в различных пространственных положениях
- Уменьшение зоны термического влияния
- Точное управление тепло вложением и минимальное коробление металла
- Хороший вид сварного соединения
- Стабильность сварочной дуги даже при большой скорости сварки
Диаграммы тока полуавтоматической сварки с двойным импульсом
Вид сварочного шва, чешуйчатость при импульсной сварке MIG и при сварке методом TIG
Исследование, влияния характеристик двойного импульса на формирование сварных швов и механические свойства.
Испытание проводилось на материале: Алюминиевый сплав АД33
Сплав и его сварные соединения обладают повышенной коррозионной стойкостью. В естественно состаренном состоянии сплав не склонен к межкристаллитной коррозии к коррозионному растрескиванию.
После сварки были исследованы микро металлографические структуры и макромеханические характеристики сварочных швов.
Размеры образцов, использованных в этом исследовании, составили 200х100х3 мм.
Для сварки использовалась сварочная проволока ER4043 диаметром 1,2 мм.
ER4043-универсальная сварочная проволока из алюминиевого сплава с отличной термостойкостью к растрескиванию.
Сварочная проволока применяется для полуавтоматической сварки литейных Аl - Si; Аl - Si — Mg сплавов типа АД31, АДЗЗ, АД35 (блоки ДВС, опорные плиты, рамы и т.п.)
Сварочное Оборудование: Сварочный аппарат Hugong SUPERMATRIX 500 III
Панель управления, на источнике питания
Панель управления, на подающем механизме
Частота двойных импульсов (Hz) 0.5 - 5.0
Чтобы предотвратить возникновение дефектов в сварочном шве, подрезы, деформации и трещины, при испытаниях необходимо точно контролировать подвод тепла.
Низкая температура плавления и высокая теплопроводность алюминиевого сплава AД33, требует хорошей квалификации сварщика, надежности и высокой технологичности сварочного оборудования.
После большого количества испытаний на основе базы данных специалистов по сварке, созданной исследовательской группой были получены соответствующие параметры сварки:
Сварочное напряжение – 22 V (Вольта)
Скорость сварки - 7.8 метров/минуту (V1)
Расход газа - 17 л/мин (газ 99.99% Аргон)
Для изучения влияния низкочастотного тока на микроструктуру и макро характеристики сварного шва были проведены два испытания с низкой частотой 2 и 5 Гц.
Экспериментальные параметры в Двойном импульсе (Dual Pulse)
На рисунках, показаны фотографии сварочных швов, полученные в результате испытания. Можно заметить, что при тестировании, были достигнуты стабильные параметры сварки. Все сварные швы имеют одинаковую ширину (приблизительно 8 ± 0,1 мм), не имеют визуальных дефектов, подрезов, сварочных трещин, так же в образцах почти не было брызг, за исключением образца 2-3#.
Проанализировав полученные значения, можно заметить, что чем больше амплитуда тока, тем чешуйки более визуально красивые и геометрически ровные. Аналогично, мы обнаружили, что чем выше частота двойного импульса, тем меньше длинна чешуек в сварочном шве.
Топография сварного шва, полученная из разных положений образца 1-1#, продолжительностью 20 мм. Существует связь между длинной чешуек и частотой двойного импульса и ее скорости.
Аналогично, применимо к образцам 2-1# и 2-2#, выявлена причина влияния параметров характеристик тока с двойным импульсом на внешний вид сварочного шва, чешуйчатости.
Анализ Микро-металлографической Структуры.
Оборудование, используемое для наблюдения металлографической структуры всех образцов, был электронный микроскоп (LEICA DMI5000, Германия).
На рисунке показаны металлографические структуры образцов 1-1#, 1-2#, сварного шва.
Самые крупные зерна обнаружены в обрасце 1-1#, крупные зерна обусловлены небольшой разницей между пиковым и базовым током, свареных в режиме двойной импульс.
Мелкие зерна были обнаружены в образцах, сваренных с большей разницей пикового и базового тока.
Вывод:
1) Чешуйчатость сварного шва, при полуавтоматической сварке зависит от частоты двойного импульса и скорости сварки.
2) Увеличение амплитуды базового тока и пикового, при двух импульсной сварке может привести к улучшению механических свойств сварного шва с точки зрения прочности, твердости и ударной вязкости.
3) Сварочный полуавтомат HUGONG SUPERMATRIX 500 III, продемонстрировал отличные результаты в процессе сварки, полный контроль сварочной ванны и широкий диапазон настроек.
Этот аппарат способен улучшить качество сварных соединений и увеличить производительность сварки, сократить затраты на, материалы, механическую обработку после сварки и.т.д.
