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CHI NA W EL D I NG Vo 1 . 2 3 No . 3 S e p t e mb e r 2 0 1 4

c o n t r o l o f p r o p e r t i e s o f we l de ae dj ‘ p o i n t s Ga s d y na mi c f r o m h i g h s t r e n g t h a l l o y e d s t e e l s D. A. Chi n 0k h0

A b s t r a c t G a s d y n a m i c c o n t r o l i n w e l d i n g w i t h c o n s u m a b l e e l e c t r o d e i n c o n d i t i o s n o f t w o - j e t g a s s h i e l d i n g a d n i t s i m p a c t o n t h e p r o c e s s e s i n t h e w e l d i n g a r e a a n d p r o p e r t i e s o f t h e w e l d e d j o i n t s f r o m h i g h s t r e n g t h a l l o y e d s t e e l 3 0 H G S A i s c o si n d e r e d i n

t h e p a p e r .T h e r e s u l t s f o a c o m p a r a t i v e e x p e r i m e n t a l s t u d y f o c o n t r o l l i n g t h e p r o p e r t i e s o f w e l d e d j o i n t s b y c h a n g i n g t h e g a s yn d a mi c s o ft h e a c t i v e s h i e l d i n g g a s a r e g i v e n .T he i m p a c t f o r c e fa o s h i e l d i n g g a s j e t o n t h e d r o p ft o h e e l e c t r o d e me t a l i s 1 2 t i m e s h i g h e r i n c o n d i t i o n s f o t w o - j e t g a s s h i e l d i n g t h a n i n t h o s e f o s i n g l e et j s h i e l d i n g .I t i s f o u n d t h a t g a s yn d

a mi c s f o t h e a c t i v e s h i e l d i n g g a s e j t d e t e r m i n e s t h e f o r m a t i o n f o t h e w e l d e d j o i n t s, t h e i r c h e m i c a l p r o p e r t i e s a n d t h e p r o p e r t i e s f o t h e w e l d e d j o i n t s ro f m h i g h s t r e n g t h a l l o y e d s t e e l s .T he c o su n m a b l e e l e c t r o d e w e l d i n g m e t h o d w i t h t w o - j e t g a s s h i e l d i n g p r o v i d e s c o n t r o l l e d d y n a mi c s i n t h e w e l d i n g a r e a a n d a l l o w s c o n t r o l l i n g t h e t r a n s f e r f o t h e e l e c t r o d e m e t a l,c h e m i c a l c o m p o s i t i o n f o t h e w e l d, s t a b i l i z i n g t h e w e l d i n g p r o c e s s, i t e su n r e s h i g h e r m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f t h e w e l d e d j o i n t s . Ke y wo r d s w e l d i n g,g a s d y n a m i c c o n t r o l,s h i e l d i n g g a s, p r o p e r t i e s, w e l d e d j p i n t, a l l o y e d s t e e l

0 I nt r o du c t i o n Ga s s h i e l d e d we l d i n g wi t h a c o ns uma bl e e l e c t r o d e i s de v e l o p i n g i n t e ns i v e l y d u e t o i t s a d v a n t a g e s o v e r o t he r we l d i n g me t h o d s . Hi g h l y c o n c e n t r a t e d h e a t i n g o f t h e p r o d— u c t

s i g n i ic f a n t l y r e d u c e s t h e h e a t a f f e c t e d z o n e a n d di s t o r—

t h e we l d z o n e,we l d f o m a r t i o n,a n d we l d i n g p r o c e s s s t a b i l— i t y. Gr o wi n g s h i e l d i n g g a s o u t f l o w r a t e l e a d s t o t he i n— c r e a s e o f h a r d ne s s o f t he s hi e l d i n g g a s s t r e a m,whi c h i s o f p a r t i c u l a r i mp o ta r n c e f o r o u t d o o r we l d i n g[ ’ ' .

Th e

h a r d n e s s o f s h i e l d i n g g a s s t r e a m c a n be i n c r e a s e d i n d i f f e r - e n t wa y s,f or e x a mp l e,b y r a i s i n g s h i e l di n g g a s c o ns ump—

t i o n o f t h e we l d e d p r o d uc t s .Th i s we l d i n g me t h o d i s h i g h l y

e ic f i e n t, a n d h i g h— q u a l i t y w e l d e d j p i n s c a n b e ma d e o f d i f f e r e n t s t e e l g r a d e s a nd t h i c kn e s s e s,wi t h d i f f e r e n t c o n— ig f u r a t i o n o f we l ds a n d t h e i r s p a t i a l a r r a n g e me n t . T h e p r o c e s s c a n b e f u l l y me c h a ni z e d a n d a u t o ma t e d[ .

t i o n o r b y c h a ng i n g t h e d e s i g n o f t h e t o r c h.I n c e r t a i n c o n— d i t i o ns[ ,一 o f g a s s t r e a m— s h i e l d e d we

l d i n g wi t h a c o n—

s uma b l e e l e c t r o d e t h e e l e c t r o d e me t a l d r o p l e t a n d p r o c e s -

s e s i n t h e we l d z o n e a r e a f f e c t e d b y ma i n f o r c e s a n d t h e

A s e t o f v a r i o u s f a c t o r s a n d p he n o me n a d e in f e s t he

f o r c e i n d u c e d b y t h e j e t o f s h i e l d i n g g a s .T h i s f o r c e h a s s i g n i i f c a n t i n l f u e n c e o f r t h e t w o— j e t g a s s h i e l d i n g i n C O 2 _ _ 7 j _

q u a l i t y o f w e l d e d j p i n t s .O p e r a t i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r ma l p r o c e s s e s i n lu f e n c e t h e me l t i n g e ic f i e n c y o f t h e

b a s e me t a l a n d i f l l e r,t h e n a t u r e o f me t a l l u r g i c a l p r o c e s s e s i n t h e we l d p o o l,t h e c o n d i t i o n s o f f o r ma t i o n o f t he we l d me t a l s t r uc t u r e a n d t h e h e a t a f f e c t e d z o n e, a n d o p e r a t i n g

1 Me t ho d o l og y T he r e s ui t s o f p r e v i 0 u s r e s e a r c h[ ,¨一 ]d e mo n s t r a t e d t h a t t h e t e c h n i q ue o f g a s s hi e l d i n g a n d t he o u t l f o w r a t e o f g a s s t r e a m s i g n i ic f a n t l y a f f e c t e d t h e q u a l

i t y o f we l d z o n e

a b i l i t i e s o f w e l d e d j o i n t s

.

Ma n y a u t h o r s[ 。]i n v e s t i g a t e d t h e i mp a c t o f t h e c ha n g e i n t h e f lo w o f s hi e l d i n g g a s o n c o n s u ma b l e e l e c—

s h i e l d i ng a nd we l d i n g p r o c e s s e s . A d i s t i n c t c ha n g e i n

s h i e l d i n g g a s d y n a m i c s( F i g . 1 )c a u s e s t h e c h a n g e i n p r o c e s s e s o c c u r r i n g i n t h e w e l d z o n e( e l e c t r o d e— m e t a l d r o p l e t t r a n s f e r, me t a l l u r g i c a l p r o c e s s e s i n t h e d r o p l e t,

t r o d e we l d i n g a n d t h e y n o t e d t h a t i n c r e a s i n g s h i e l di ng g a s o u t l f o w r a t e e x e r t s p o s i t i v e i n lu f e n c e o n s h i e l d i n g q u a l i t y o f

The wo r k ha s b e e n p e r f o r me d wi t h ina f n c i a l s up p o￣ o f t h e Rus s i a n Fo u n da t i o n f o r Ba s i c Re s e a r c h No .1 3 - 08 . 9 8 00 2. .

D.A . Ch i n a k h o v, Yur g a I ns t i t u t e o f Te c h n o l o g y To ms k Po l y t e c hn i c Uni v e r s i t y ,

6 52 0 55, Rus s i a, Ke me r o v o r e g i o n, Yu r g a

L e n i n g r a d s k a y a s t r .2 6, t e L/ f a x:+ 7 ( 3 8 4— 5 1 )6 - 5 3 - 9 5,E— ma i l: c h i n a k h o v@t p u . m