Способ сварки

 

СПОСОБ СВАРКИ ПО авт. св. № 503668, отличаюцийс я тем, что, с целью повышения, производительности сварки и улучшения энергетических характеристик процесса, неплавящийся электрод дополнительно перемещают поступательно или возвратно-поступательно в осевом направлении.

(1% (11)

3(Я) В 23 К 9/16

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СВ %

РЕСПУБЛИК 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 503668 (21) 3536390/25-27 (22) 10 ° 01.83 (46) 28 ° 02.84. Бюл. 9 8 (72) В.М.Беляев (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени металлургический институт им. Серго Орджоникидзе (53) 621.791.754(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .,В 503668, кл. B 23 К 9/16, 1973 (прототип). (54) (57) СПОСОБ СВАРКИ по авт. св. 9 503668, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения . производительности сварки и улучшения энергетических характеристик процесса, неплавящийся электрод дополнительно перемешают поступательно или возвратно-поступательно в осевом направлении.

1076231

Изобретение относится к сварочно му производству и может быть использовано в авиационной, химической, машиностроительной промышленности преимущественно для выполнения сварных соединений однопроходной дуговой сваркой.

По основному авт.св. 9 503668 известен способ сварки, согласно которому неплавящийся электрод длиной большей толщины свариваемых деталей пропускают насквозь через стык

10 и перемещают его поступательно параллельно самому себе, а дугу с помощью магнитного поля перемещают по

15 боковой поверхности электрода (1) .

Недостатком известного способа является то, что высокая производительность и качество сварки могут быть достигнуты при условии, 20 если будет обеспечена высокая средняя плотность тока в свариваемом изделии, в частности в зоне фронта оплавления основного металла. Работа при высоких плотностях тока в зоне

25 фронта оплавления основного металла способствует повышению концентрации ввода тепла в зону сварки и приводит, таким образом, к уменьшению эоны расные пятна дуги располагаются на свариваемом (ocHOBHOM) металле (одно) и на неплавящемся электроде (другое), повышение плотности тока в зоне фронта оплавления основного металла;приведет к пропорциональному увеличению тока в неплавящемся электроде и повышенной тепловой нагрузке на него. Известно, что для неплавящегося электрода определенного диаметра существует вполне on50

55 ределенное значение сварочного тока, при котором обеспечивается его до- 60 статочная стойкость. Работа на токах, превышающих допустимые, приводит к нарушению и прекращению процесса сварки вследствие расплавления неплавящегося электрода. 65 плавленного металла и эоны терми- 30 ческого влияния, повышению энергетических показателей процесса сварки и скорости сварки, т.е. н скорости поступательного перемещения электрода, а также к улУчшению фор- 35 мирования металла и даже возможному отказу от специальных формирующих устройств для формирования шва.

Однако согласно известному способу сварки работа при высоких плотностях тока в зоне фронта оплавления затруднена. Это связано с тем, что при одном лишь поступательном перемещении электрода параллельно самому себе в контакт с дугой входит участок электрода постоянной длины, примерно равный толщине свариваемого металла. Поскольку активПоэтому сварка по известному способу может производиться лишь при таких средних плотностях тока в зоне фронта оплавления, при которых ток в неплавящемся электроде не превышает допустимого. При этом ограничивается также диапазон свариваемых толщин.

Таким образом, задача существенного улучшения характеристик известного способа сварки может быть решена, если будет достигнута высокая плотность тока в зоне фронта сплавления основного металла(следовательно,и высокая плотность теплового потока) при высокой стойкости неплавяющего электрода. Требования обеспечения высокой плотности тока в основном металле определяют требования, предъявляемые к размерам неплавящегося электрода: электрод должен иметь по возможности минимальный диаметр.

Цель изобретения — повышение производительности сварки, улучшение энергетических характеристик процесса сварки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сварки неплавящимся электродом, преимущественно дуговой в среде газа, при котором неплавящийся электрод длиной большей толщины свариваемых деталей пропускают насквозь через стык и перемещают его поступательно параллельно самому себе, а дугу с помощью магнитного поля перемещают. по боковой поверхности электрода, неплавящийся электрод дополнительно перемещают поступательно или возврат но-поступательно в осевом направлении.

Это позволяет рассредоточить тепловой поток, поступающий в неплавящийся электрод на большую его длину, эффективным образом испольэовать систему охлаждения электрода, значительно увеличить допустимый ток для данного диаметра электрода.

Пример. Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона на постоянном токе прямой полярности титанового сплава толщиной 10 мм. Выбранному неплавящемуся электроду диаметром 1 мм обеспечивают его осевое перемещение со скоростью 110 м ч, что позволяет производить сварку при достаточно хорошей его стойкости на токе

300 A. При длине дуги, примерно равной диаметру неплавящегося элект рода (что соответствует стабильности протекания процесса. сварки), средняя плотность тока по фронту оплавления составит 5-7 А мм .

Применяя существующий способ сварки, нри котором электрод совершает

1076231

Составитель И.Кулик

Редактор Ю.Середа Техред T.Ìàòî÷êà Корректор A.Ïîâõ

Заказ 599/12 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 перемещения лишь параллельно самому себе и неподвижен относительно осевого направления, сварку неплавящимся электродом диаметром 1 мм практически производить невозможно вследствие низкой концентрации вводимой энергии при работе на максимальнодопустимых токах 65-80 A для неподвижного электрода. Сварка при неподвижном электроде относительно его оси на токе 300 А может 1О быть осуществлена при применении электродов диаметром 4 мм. Однако в этом случае плотность тока по фронту оплавления составит всего 1,53 A-мм . 15

Уменьшение плотности тока приведет почти к двухкратному уменьшению скорости поступательного перемещения электрода. Более высокие скорости сварки при применении способа сварки с подвижным относительно его оси электродом снижает погонную энергию процесса сварки, улучшаются, таким образом, его энергетические характеристики, уменьшается также доля расплавленного металIла, необходимая для образования сварного соединения. Снижается тепловое воздействие сварки на основной металл, что благоприятно при сварке, например, термоупрочненного металла. Предлагаемый способ сварки неплавящимся электродом, перемещающимся поступательно параллельно самому себе и поступательно или возвратно-поступательно относительно

его оси, имеет ряд преимуществ по сравнению с известным способом сварки.

Перемещение электрода в осевом направлении позволяет повысить его стойкость и производить сварку при высоких плотностях тока в свариваемом металле, вследствие чего уменьшается эона расплавленного металла, зона термического влияния, снижается погонная энергия процесса сварки, что позволяет повысить производительность сварки, улучшить энергетические показатели процесса сварки и эффективным образом применить этот способ для сварки, например, термоупрочненных и аустенитных сталей, титановых сплавов.