Способ оценки устойчивости электрической сварочной дуги

 

1. СПОСОБ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРОЧНОЙ ДУГИ при использовании плавящегося электрода , при котором возбуждают дугу между неподвижным электродом и пластиной , обеспечивают горение дуги до ее обрываи определяют разрывную длину дуги, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности сопоставимости результатов оценки, дуговой разряд возбуждают от источника с жесткой внешней характеристикой , измеряют дополнительно величину тока в момент времени, предшествующий обрыву дуги и площадь поперечного сечения токоведущей части электрода,- а в качестве критерия оценки принимают коэффициент К,, равный 10 . LP К (I.../S,) мин 9 где К, 10 коэффициент оценки; масштабный коэффициент; : .Ь„ разрывная длина дуги, мм; величина тока в момент времин мени, предшествующий обрыву дуги. А; S - площадь поперечного сечения электрода, мм, i 2. Способ ПОП.1, отличаю щ и и с я тем, что, с целью усиле (Л ния избирательности оценки, определяют скорость спада тока дуги в С момент, предшествующий ее обрыву и вводят дополнительньй критерий оцен - сг ки, в качестве которого принимают коэффициент К , равный 1000 К„ ul/ ut СО где 1000 -масштабньй коэффициент; со эо Л1 -скорость спада тока дуut ги. А/с.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(511 В 23 К 9 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к аато скомм свидетельствм!

О ?

К1 = (r„„„/S,) где К, 1О.Ь

Р мни

Э

И.Г. Лившиц и С.А. Шоно (71) Краматорский индустриальный институт (53) 621. 791. 75(088.8) (56) 1. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. M., "Иашиностроение" ° 1970, с 203-205.

2. Хренов К.К. Электрическая сварочная дуга. М-Киев, "Машиностроение", 1949, с. 123-127. (54)(57) 1. СПОСОБ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВ0СТН ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРОЧНОЙ ДУГИ при использовании плавящегося электрода, нри котором возбуждают дугу между неподвижным электродом и плас-. тиной, обеспечивают горение дуги до ее обрыва и определяют разрывную длину дуги, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности сопоставимости результатов оценки, дуговой разряд возбуждают от источника с жесткой внешней характеристикой, измеряют дополнительно величину тока в момент времени, предшествующий обрыву дуги и площадь поперечного сечения токоведущей части электрода,. а в качестве критерия оценки принимают коэффициент К <, равный коэффициент оценки; масштаб ный к о эффицие нт; разрывная длина дуги, мм; величина тока в момент вре— мени, предшествующий обрыву дуги, А; площадь поперечного сечения электрода, мм .

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью усиления избирательности оценки, определяют скорость спада тока дуги в момент, предшествующий ее обрыву и вводят дополнительно критерий оценки, в качестве которого принимают коэффициент К, равный

2 где 1000 — масштабный коэффициент; дХ вЂ” — скорость спада тока дудС ги, А/с.

I t19

Изобретение относится к области сварки, в частности, к способам оценки устойчивости электрической сварочной дуги плавящимся электродом и может быть использовано в различных областях машиностроения .при изготовлении сварных конструкций.

Известен способ оценки устойчивости электрической сварочной дуги плавящимся электродом, при котором 10 в качестве критерия устойчивости используют напряжение зажигания после обрыва дуги (1) .

Недостаток такого способа " применимость его только для сварочнЫх 15 дуг переменного тока.

Наиболее близким к изобретению является способ оценки устойчивости электрической сварочной дуги плавящимся электродом, при котором воз- рр буждают дугу между неподвижным электродом и пластиной и обеспечивают горение дуги до ее обрыва, а электрод неподвижно закрепляют в штативе. На электрод и пластину пода-д5 ют сварочное напряжение и возбуждают дугу. После естественного обрыва дуги измеряют расстояние между концом электрода и пластиной. Это расстояние принимают за разрывную длину дуги, которая служит критерием устойчивости дугового разряда (2) . е

Недостатками известного способа является — низкая достоверность, неудовлетворительная сопоставимость 35 результатов оценки, а также недостаточная избирательность оценки в отношении к маловлияющим факторам, например, составу покрытия, шихты порошковых проволок, флюса и т.п. 4О

Цель изобретения — улучшение достоверности сопоставимости и избирательности результатов оценки устойчивости сварочной дуги.

Поставленная цель достигается тем,45 . что согласно способу оценки устойчивости электрической сварочной дуги при использовании плавящегося электрода, при котором возбчждают дчгч междч неподвижным электродом и плас- 50 тиной. обеспечивают горение дчгн до ее обрыва и определяют разрывнчю длинч дуги avroaoA разряд возбуждают от источника с жесткой внешней характеристикой1 измеряют дополни- 55 тельно величину тока в момент времени предшествующий обрыву дуги и площадь поперечного сечения токо798 ведущей части электрода, а в качестве крнтевии оценки принимают коэффициещ К, равный

30 I p

"1 где K — коэффициент оценки; t0 - масштабный коэффициент;

Ь - разрывная длина дуги, мм;

Т,щ - -величина тока дуги в момент времени, предшествующий ее обрыву А3

S -, площадь поперечного сечения электрода, мм .

В тех случаях, когда электродные материалы имеют близкие с точки зрения физической устойчивости дуги характеристики и следует усилить избирательность оценки дополнительно используют второй критерий К2 ° для чего определяют скорость спада тока дуги в момент, предшествующий ее обрыву

3000 аТ /ас где 1000 — масштабный коэффициент;

hI — — скорость спада тока дуги t р

А/с.

Применение источника с жесткой . внешней характеристикой связано с необходимостью исключить влияние энергетической чстойчивости системы

avr а-источник питания на критерий оценки и выделить только Физическую устойчивость, связанную с применяемыми электродньпщ материалами. Кроме того, источник с жесткой внешней характеристикой обеспечивает подачу на разрядный промежуток постоянного по величине напряжения, не зависящего от параметров сварочной дуги. Это повышает достоверность результатов при оценке сварочных материалов,. отличаюпщхся физическими свойствами.

Измерение тока в момент времени, предшествующий обрыву дуги, позволяет достоверно оценить влияние конкретного электрода на устойчивость дугового разряда, так как сварочнотехнологические свойства применяемых материалов зависят не только от разрывной длины дуги, но и в значительной степени от м нимально допустимого тока.

Измерение площади поперечного сечения токоведущей части электрода

9798 4

bLlbt дуги в момент, предшествующий ее обрыву, тем выше устойчивость электрической сварочной дуги плавя\ щнмся электродом,. И, следовательно, может быть введен дополнительный критерий оценки устойчивости дуги

К,, учитывающий скорость, спада тока.

Введение масштабного коэффициента

1000 в формулу критерия оценки связано с получением величины К, одного порядка с известным критерием L

Если при исследовании сварочных

Р материалов, близких с точки зрения устойчивости характеристик, вепичины критериев К< отличаются друг от друга на 10 — 20X, то в этих же условиях величины К, различаются на 30-40%.

Таким образом, предлагаемый дополнительный критерий 1 =— ..1000 поэ. т д валяет усилить избирательность оценки устойчивости сварочной дуги плавящимся электродом.

Пример. Проводят оценку покрытых электродов диаметром Зи 5мм с покрытиями рутило-гематитового и фтористо-кальциевого типа. В последнем случае используют в одном эксперименте стекло калиевое, в другом— натриевое (таблица результатов экспериментов, опыты 7-18), т.е. выбирают электродные материалы с близкими характеристиками. Оценку устойчивости электрической сварочной дуги проводят по известному и предлагаемому способам

Сварку проводят от сварочного выпрямителя с жесткой внешней характеристикой ВКСИ-1000. Электрод закрепляют в штативе, устанавливают расстояние между торцом электрода и пластиной, -равное 2 мм. На электрод и пластину подают сварочное напряжение и заточенным угольным электродом возбуждают дуговой разряд. После догорания дуги до естественного обрыва измеряют расстояние между концом электрода и наплавкой на пластине.

Измеряют также сечение токопроводящей части электрода, Процесс изменения тока дуги фиксируют с помощью самопишущего прибора Н338-6П.

По результатам записи определяют ток Е „„и скорость спада тока АЕ/а в момент, предшествующий обрыву уги. После этого определяют крите«ар «оо ии К,:„. и К и дис"м.. з 1 aTJat необходимо для получения удельной характеристики сварочного материала, т.е. величина тока Е„, отне.мин сенной к единице площади сечения Sэ.

Это позволяет повысить сопоставимость результатов оценки различных сварочных материалов, независимо от диаметра электрода, конструкции порошковой проволоки, толщины ее оболочки и т.н. Чем меньше отношение 10

I++ /S>, тем выше устойчивость дугового разряда.

И на разрывную длину дуги Lp и на отношение I+>„/Яз в равной стенени оказывает влияние напряжение холостого хода источника питания.

Чтобы исключить это влияние и сделать сопоставимыми результаты, полученные различными исследователями в разных условиях, необходимо щ взять отношение

10 Lp

Е ®,/Вэ

Введение масштабного коэффициента 10 в формулу критерия оценки свя-25 вано с получением величины К одного.

1 порядка с известным критерием (L )

Таким образом, предлагаемый кри 01 терий 1 К„ позволяет повысить нП э

30 достоверность и улучшить сопоставимость результатов оценки устойчивости электрической сварочной дуги плавя- . щимся электродом.

В тех случаях, когда электродные 35 материалы имеют близкие с точки зрения устойчивости характеристики, величины критериев К оказываются разными, но достаточно близкими по значению. Тогда нриХодится проводить 40 достаточно большое количество параллельных опытов с целью их разделения. От этого можно избавиться, если одновременно с определением упомянутых параметров Lp, I и S> мин

45 контролировать скорость спада тока д (дуги, в момент, предшествующий ее.обрыву. Скорость спада ozabi jest . не- зависит ни от диаметра электрода, ни от напряжения холостого, хода ис- 50 точника питания, ни от характера переноса электродного металла, и определяется только состоянием разряд ного промежутка. Чем хуже ионизирующие свойства сварочных материалов, 55 тем быстрее убывает ток дуги с увеличением длины последней. Таким образом, чем ниже скорость спада тока

Ф 111979 персию опытов при оценке по известному и предлагаемому способам. Полученные результаты приведены в таблице.

Анализ пслученнвж результатов пока-э зывает, что при оценке по известному способу критерий оценки (разрывная длина дуги) оказывается различным при использовании одного и того же покрытия, но разлнчнък диаметров электрода (опыты 1 - 6, 7 — 12, 13 - 18). В то же время разрывные длины дуги прИ использовании электродов с покрытием фтористо-кальциевого типа, но с различным связукищям — И стекло натриевое (опыты 7-12) и стекло калиевое (опыты 13-18) - оказываются довольно близкими по значению.

В результате во всех трех сериях опытов дисперсия оказывается значи- Ю тельнойт одного порядка и соизмеримой с абсолютными значениями разрывной длины дуги. Следовательно, достоверность оценки в соответствии с известным способом низкая. 25

Кроме того, при оценке по предлагаемому способу величина критериев

K<, K не зависит от диаметра электрода и определяется только типом покрытия. Дисперсия опыта при этом на 1-2 порядка ниже абсолютных значений критериев. Следовательно, предлагаемый способ существенно повыпает достоверность и воспроизводимость оценки устойчивости электрической сварочной дуги плавящимся электродом.

Сравнение абсолютных значений криI терия К1 в опытах 7 - 8 показывает, что они имеют разные, йо близкие величины (материалы с близкими характеристиками). В опытах 7-12

К 7,34 - 8,13, в опытах 13-18

К 8,75 — 9,63.

Применение дополнительного критерия К позволяет усилить избирательность оценки по предлагаемому способу. В опытах 7-12 К, 3,57 — 4 35, в ойытах 13-18 К, 5,92 - 6,45.