Труби для газо- і нафтопровідних магістралей експлуатуються при високих тисках і низьких температурах, тому виготовляються з високоміцних сталей, при зварюванні яких трудно забезпечити ударну в’язкість зварних з’єднань. При електродуговому зварюванні труб значно зростає магнітне поле зварювального струму, магнітне дуття, електромагнітна сила відхиляє дугу в сторону меншого магнітного поля до обриву, довжина дуги зростає, стабільність процесу і формування швів порушується, що приводить до зниження ударної в’язкості зварних з’єднань. Природа зниження ударної в’язкості зварних Наука та виробництво2023 р. Вип. 25Машинобудування і зварювальне виробництво14з’єднань при зварюванні полягає в нагріванні метала шва і зони термічного впливу, тепловкладення, мікроспотворення кристалічної решітки, мікронапруг, щільності дислокацій, виникненні зварювальних напруг, зростанні міжатомної відстані та зниженні міжатомних зв’язків. Ефективним способом зниження енергії є підвищення швидкості зварювання, що зменшує погонну енергію, і напруги на дугі. Скорочення довжини дуги і напруги на дугі приводить до зниження діючої на дугу електромагнітної сили, підвищенню стабільності процесу, якості швів і ударної в’язкості зварних з’єднань. Встановлено, що статична характеристика UД = f(I) при lД = const відкритої дуги, що горить на стрічковому електроді, як і на дротяному, має U – образну форму). Падаюча характеристика при малоамперній дугі перетворюється на незалежну. Перехід до зростаючої характеристики відбувається для стрічкового електрода при нижчих значеннях струму (I = 90 А), ніж для дротяного (I = 200 А), що пояснюється припиненням зростання площі катодної плями на стрічці через обмеженість перерізу при нижчих значеннях струму порівняно з дротом . При однаковому значенні струму (I  90 А) дуга, що горить у відкритій атмосфері на стрічковому електроді, більше стиснена, ніж на дротяному. При односторонньому високошвидкісному зварюванні на низькій напруги на дугі зменшується енергія, зростає швидкість обертання і охолодження дуги, діаметр дуги зменшується, дуга концентрується, ефективність тепловкладення зростає, зона термічного впливу скорочується, забезпечується саморегулювання, рівновага, якісне формування швів і підвищення ударної в’язкості зварних з’єднань. Розроблено процес одностороннього високошвидкісного зварювання труб для газоі нафтопровідних магістралей складовим електродом, який за рахунок зниження напруги на дугі забезпечує зменшення енергії, тепловкладення, зварювальних напруг, здрібнення мікроструктури, зменшення міжатомної відстані, збільшення міжатомних зв’язків і ударної в’язкості зварних з’єднань в 2 – 2,5 рази. Мінімум енергії – максимум ударної в’язкості зварних з’єднань.

Трубы для газо- и нефтепроводных магистралей эксплуатируются в условиях высоких давлений и низких температур, поэтому изготавливаются из высокопрочных сталей, при сварке которых трудно обеспечить ударную вязкость сварных соединений.При электродуговой сварке труб для газо- и нефтепроводных магистралей возрастает магнитное поле сварочного тока и электромагнитная сила, которая отклоняет дугу в сторону меньшего магнитного поля до обрыва, стабильность процесса и формирование швов нарушается, что приводит к снижению ударной вязкости сварных соединений. Уменьшение длины дуги и напряжения на дуге снижает электромагнитную силу, повышает стабильность процесса, качество швов и ударную вязкость сварных соединений.Природа снижения ударной вязкости сварных соединений при электродуговой сварке заключается в нагревании металла шва и зоны термического влияния, тепловложении, микроискажении кристаллической решетки, микронапряжении, плотности дислокации и возникновении сварочных напряжений, увеличении межатомного расстояния и снижении межатомных связей. Эффективным способом снижения энергии является повышение скорости сварки и напряжения на дуге.Установлено, что статическая характеристика UД = f(I) при lД = const открытой дуги, горящей на ленточном электроде, как и на проволочном, имеет U – образную форму. Падающая характеристика при малоамперной дуге переходит в независимую. Переход к возрастающей характеристике происходит для ленточного электрода при более низких значениях тока (I = 90 А), чем для проволочного (I = 200 А), что объясняется прекращением роста площади катодного пятна на ленте из-за ограниченности сечения при более низких значениях тока по сравнению с проволокой. При одинаковом значении тока (I 90 А) дуга, горящая в открытой атмосфере на ленточном электроде, более сжата, чем на проволочном.При односторонней высокоскоростной сварке на низком напряжении на дуге уменьшается энергия, повышается скорость вращения и охлаждения дуги, сокращается диаметр дуги, дуга концентрируется, эффективность тепловложения возрастает, зона термического влияния сокращается, усиливается саморегулирование, равновесие, стабильность процесса, качественное формирование швов и повышение ударной вязкости сварных соединений.Разработан процесс односторонней высокоскоростной сварки труб для газо- и нефтепроводных магистралей составным электродом, который за счет снижения напряжения на дуге обеспечивает уменьшение энергии, тепловложения, сварочных напряжений, измельчение микроструктуры, уменьшение межатомного расстояния, повышение межатомных связей и ударной вязкости сварных соединений в 2 – 2,5 раза. Минимум энергии – максимум ударной вязкости сварных соединений.

Pipes for gas and oil pipelines are operated at high pressures and low temperatures, which is why they are made from high strength steels, which make it difficult to ensure the welded joints impact toughness. In electric arc welding of pipes for gas and oil pipelines, the welding current magnetic field and the electromagnetic force increase, which deflects the arc towards a lower magnetic field until it breaks, the process stability and the welds formation are disturbed, which leads to a decrease in the welded joints impact toughness. Reducing the arc length and the arc voltage the reduces the electromagnetic force, increases the process stability, the welds quality and the welded joints impact toughness.The nature of reducing the welded joints impact toughness in electric arc welding consists in heating the weld metal and the heat-affected zone, heat input, microdistortion of the crystal lattice, microstress, dislocation density and the welding stresses occurrence, increasing the interatomic distance and reducing interatomic bonds. An effective way to reduce energy is to increase welding speed and arc voltage.It has been established that the static characteristic UД = f(I) at lД = const of an open arc burning on a strip electrode, as well as on a wire one, has a U-shaped shape. The falling characteristic with a low-ampere arc becomes independent. The transition to an increasing characteristic occurs for a strip electrode at lower current values (I = 90 A) than for a wire electrode (I = 200 A), which is explained by the cessation of growth in the cathode spot area on the tape due to the limited cross section at lower current values along compared to wire..At the same current value (I > 90 A), the arc burning in the open atmosphere on a strip electrode is more compressed than on a wire one.With one-sided high-speed welding at low voltage, the arc energy is reduced, the speed of rotation and the arc cooling is increased, the the arc diameter is reduced, the arc is concentrated, the heat input efficiency is increased, the heat-affected zone is reduced, self-regulation, balance, the process stability are enhanced, high-quality welds formation and increase the welded joints impacttoughness.A process for one-sided high-speed welding of pipes for gas and oil pipelines with a composite electrode, which, by reducing the arc voltage, reduces energy, heat input, welding stresses, refines the microstructure, reduces the interatomic distance, increases the interatomic bonds and the welded joints impact toughness 2 - 2.5 times, has been developed. Minimum energy - maximum the welded joints impact toughness.