Способ сварки плавлением

 

Изобретение относится к технологии дуговой сварки и может быть использовано при сварке плавящимся и неплавящимся электродами в различных отраслях народного хозяйства. Импульсное воздействие внешних сил на сварочную ванну осуществляют с частотой, равной частоте колебаний металла сварочной ванны. Импульсное воздействие может быть осуществлено за счет модуляции сварочного тока, напряжения на дуге, скорости подачи электрода, скорости подачи защитного газа. Для управления формированием шва измеряют высоту его чешуек, а амплитуду импульсного воздействия изменяют пропорционально этой высоте. Способ позволяет увеличить глубину проплавления и скорость сварки и обеспечить получение сварных соединений без пор при мелкочешуйчатом формировании сварного шва. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 011 (51)5 В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУи ° V

36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4225669/31-27

f (22): 08.04.87 (46) 07.03.90. Бюл. Ф 9 (71) Мариупольский металлургический институт (72) Георгий Г. Псарас и Геннадий

Г. Псарас (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 218349, кл. В 23 К 9/16, 1966.

l (54) СПОСОБ СВАРКИ ППАВЛВНИЕМ (57) Изобретение относится к технологии дуговой сварки и может быть использовано при сварке плавящимися и неплавящимися электродами в различных отраслях народного хозяйства. ИмпульИзобретение относится к сварочному производству и может быть использовано пре имущес тв ен но дл я св арки плав ящимися и неплавяшимися электродами и в различных отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение производительности процесса за счет увеличения глубины проплавления и скорости сварки, а также уменьшение дефектов сварного шва (пор) по границам слоев кристаллизации в связи с уменьшением выраженности последних.

На фиг. 1 изображена схема сварочной ванны; на фиг. 2 — закон перемещения металла сварочной ванны при выполнении шва.

Металл, вытесняемый дугой в хвостовую часть ванны, совершает колебания около положения равновесия. Уча2 сное воздействие внешних сил на сварочную ванну осуществляют с частотой, равной частоте колебаний металла сварочной ванны. Импульсное воздействие может быть осуществлено за счет модуляции сварочного тока, напряжения на дуге, скорости подачи электрода, скорости подачи защитного газа. Для управления формированием шва измеряют высоту его чешуек, а амплитуду импульсного воздействия изменяют пропорционально этой высоте. Способ позволяет увеличить глубину проплавления и скорость сварки и обеспечить получение сварных соединений без пор при мелкочешуйчатом формировании сварного шва. 6 з.п. ф-лы, 2 ил. сток кривой 1-2 (фиг. 2 ) соответствует движению частиц металла в конец хвостовой части на вершину валика.

Участок 2-3 соответствует выдержке в верхнем положении. Участок 3-4-5 ха.рактеризует сток металла вглубь ванны, через положение равновесия (точка 4). В точке 5 металл останавливается новой порцией металла, следующей вверх, до точки l и далее цикл повторяется. Для .управления колебаниями металла в сварочной ванне определяют экспериментально фазу и частоту этих колебаний по формуле где f — частота колебания металла в сварочной ванне, Гц;

1547991 и — число чешуек на длине поверх— ности шва 1 см, шт.;

V — скорость сварки, м/ч, и с этой частотой воздействуют на металл ванны в противофазе колебаниям металла ванны, например, импульсами тока.

Путем экспериментов подбирают такую амплитуду управляюших импульсов (тока, напряжения и пр.), при котор A чешуйки на поверхности шва отсут— с вуют или имеют незначительную высо— т, что может быть зафиксировано проф ометром.

Для различных способов сварки ре—

) г тлирование давления на металл ванны м жет осуществляться по-разному. 11а.— и имер, для сварки плавяшимся электродрм с независимой подачей электродной 20 проволоки от двигателя переменного тока давление дуги удобно регулиров!ать путем наложения импульсов на

1 с арочный ток. Для ручной дуговой с арки и для сварки неплавяшимся элек-25 тродом целесообразно импульсное воз— действие на сварочную ванну оказывать путем модуляции напряжения на дуге.

Для случая сварки плавящимся элек— триодом, где подача электродной прово†0 .локи осушествляется двигателем постояНного тока, позволяюшим варьировать величину скорости подачи, целесообраз-! ! но применять регулирование давления д!уги путем изменения скорости подачи электродной проволоки. С изменением скорости подачи изменяется давление дуги вследствие изменения плотности тока. Способ, включаюший импульсное воздействие на колебания сварочной

40 ванны путем изменения скорости подачи, особенно целесообразен при полу— автоматической сварке, где напряжение дуги может колебаться вследствие

Погрешностей позиционирования (неточ ности выдерживания длины дуги и ее ориентации сваршиком).

При сварке в среде зашитных газов плавяшимся и неплавяшимся электродами величиной давления можно управлять, 50

Изменяя скорость истечения зашитногп газа из сопла сварочной горелки. При этом увеличивается степень контрагирования дуги и возрастает ее проплавляюшая способность. Скорость сварки

Не изменяется.

Для сварки химически активных металлов В cp(- jl 6 :< "1шитных газов или для сварки на ветру целесообразно пульсируюший поток газа подавать не через сопло, а в виде дополнительного потока, истекаюшего из одного или нескольких источников, установленных совместно со сварочной горелкой (сопел, трубок, насадок и т.д.).

Пример. Производили сварку плавяшимся электродом под слоем флюса. Свариваемый материал. — сталь Ст.3 толщиной 25 мм. Марка Amoca ОСЦ-45.

Электродная проволока СВ08А диаметром 3,0 мм. Использовался источник питания ВДУ 1201 на падаюшей внешней характеристике. Сварочная головка

АБСК. Осушествлялась сварка пластин встык без разделки кромок.

Режим сварки для получения максимальной скорости сварки следуюший: напряжение дуги 38 — 44 В; основной сварочный ток 650 — 750 А; значение тока импульса 80 — 120 А; частота импульсов 2,8 — 3,4 Гц; длительность импульса 0,1 — 0,2 с. При этом хорошее формирование шва достигается при скорости сварки до 40 — 45 м/ч. При этом выявленное число пор на 1 м шва равняется О.

Режим сварки для получения макси— мальной глубины проплавления следуюший: напряжение дуги 40 — 42 В; основной сварочный ток 650 — 800 А; амплитуда тока импульса 90 — 150 А; частота импульсов 2,8 — 3,6 Гц; дли— тельность импульса О,1 — 0,2 с; скорость сварки 38 — 40 м/ч. При этом глубина проплавления равна 22-24 мм.

Формирование шва хорошее ° Выявленное число пор на 1 м шва равно 0.

Способ обеспечивает повышение производительности сварки и лучшее качество сварного шва за счет уменьшения числа пор и чешуйчатости и позволяет получать большую скорость сварки, большую глубину проплавления и лучшее качество шва.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

1. Способ сварки плавлением, при котором на металл сварочной ванны осушествляют импульсное воздействие внешними силами, о т л и ; а ю— ш и и с я тем, что, с целью улучшения качества сварных швов и повышения производительности проне< са импульсное воздействие осушествляют с частотой, равной частоте колебания метал— ла в сварочной ванне и в противофазе эгим колебаниям.

7991 6 воздействие осуществляют модуляцией скорости истечения газа, Ь. Способ по п. 5, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что, с целью со.5 кранения ламинарности потока при сварке химически активных металлов, .пульсируюший поток газа подают не менее, чем через одно дополнительное сопло.

7. Способ по пп. 1 — 6, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью управления Формированием, измеряют высоту чешуек шва, а амплитуду импульсного воздействия изменяют пропорционально этой высоте.

5 154

1,отлича что импульсное твляют модуляцией

2 . (;»c>coO ио и ю ш и и с я тем, воздействие осушес сварочного тока.

3. Способ ио и. ю ш и и с я тем, воздействие осушес

1, о тличачто импульсное твляют модуляцией напряжения.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю ш и и с я тем, что импульсное воздействие осушествляют модуляцией скорости подачи электрода.

5. Способ по п. 1, о тл ич а ю ш и и с я тем, что импульсное:.

Составитель Г. Тютченкова

Редактор О. Ррковецкая Техред Л.Олийнык . Корректор Т. 11алец

Заказ 102 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Госу. арственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101