Основы дуговой сварки

Что такое погонная энергия и как она влияет на качество сварных швов?

Погонную энергию можно определить как “электроэнергию, передаваемую сварочной дугой свариваемому изделию”. Однако на практике погонная энергия может быть приблизительно – если не учитывать эффективность сварной дуги – охарактеризована как отношение тепловой мощности дуги, передаваемой электроду, к скорости перемещения дуги. Это показывает следующая формула:

где "A" – это сила сварочного тока (ампер – это электрический заряд, проводимый за одну секунду), "V" – напряжение сварочной дуги (в вольтах), "S" – скорость перемещения дуги (мм/мин или см/мин), "60" стандартизирует единицы измерения для "A" и "S," так как в одной минуте 60 секунд). Таким образом, единицей измерения погонной энергии может быть Дж/мм, кДж/мм, Дж/см или кДж/см, где «Дж» и «кДж» обозначают соответственно «джоуль» и «килоджоуль».

Наиболее важной характеристикой погонной энергии является то, что она определяет скорость остывания металла сварных швов и, следовательно, воздействует на микроструктуру наплавленного металла и околошовной зоны. Изменения микроструктуры напрямую влияют на механические свойства сварных швов. Следовательно, контролирование погонной энергии при дуговой сварке является весьма важным фактором обеспечения качества.

Рис. 1 — Воздействие погонной энергии на скорость остывания металла сварных швов как функция температуры предварительного подогрева (Толщина пластины: 19 мм)

На Рисунке 1 показано, каким образом погонная энергия влияет на скорость остывания металла сварных швов. По графику видно, что воздействие погонной энергии на скорость остывания более выражено при низких значениях погонной энергии, для любой температуры предварительного подогрева, если толщина пластины остается неизменной.

На Рисунке 2 показано, что высокая погонная энергия (A: 2,5 кДж/мм) дает более крупнозернистую микроструктуру наплавленного металла по сравнению с низкой погонной энергией (B: l,0 кДж/мм). Эта заметная разница в микроструктуре значительно влияет на прочность сварных швов, что показано на Рисунке 3.

Рис. 2 — Сравнение микроструктур наплавленных металлов при дуговой сварке металлическим электродом в среде защитного газа для тестовой сварочной проволоки ER80S-G, с использованием двух разных величин погонной энергии (X400) (Источник: IIW Doc. XII-1647-00, 2000)

Рис. 3 — Эффект погонной энергии на прочность наплавленных металлов для тестовой проволоки ER80S-G при дуговой сварке металлическим электродом в среде защитного газа. (Источник: IIW Doc. XII-1647-00, 2000)

Верх страницы