Способ сварки магнитоуправляемой дугой

 

Изобретение относится к дуговой сварке, преимущественно неплавящимся электродом в среде защитных газов с воздействием на дугу внешним поперечным магнитным полем, и может быть применено в машиностроении и других отраслях металлообрабатывающей промышленности при изготовлении деталей, когда необходимо управлять характером тепловложения по ширине шва в процессе сварки. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения в труднодоступных местах. При перемещении дуги от одного крайнего положения до другого устанавливают дежурный режим горения дуги. По достижении дугой крайнего положения ее переводят в режим сварки на время перемещения дуги в направлении сварки в крайнем отклоненном положении. Дугу удерживают в крайнем отклоненном положении, регулируя напряженность магнитного поля так, что дуга при максимальной силе сварочного тока остается в крайнем отклоненном положении до заданной величины. По истечении времени импульса одновременно уменьшают ток и напряженность магнитного поля до значения, необходимого для удержания дежурной дуги в отклоненном положении до заданной величины. Одновременное увеличение напряженности магнитного поля в дуговом промежутке с нарастанием сварочного тока в импульсе позволяет поддерживать амплитуду колебания дуги постоянной, что повышает тепловложение в заданных крайне отклоненных положениях дуги. Независимая регулировка тока дежурной и сварочной дуги позволяет в широких пределах изменять форму проплава, не меняя при этом ширину. 2 ил.

00lO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕС(1УБЛИК

А1 (19) (П) щ)5 В 23 К 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4307931/23-27 (22) 22.09.87 (46) 30.07.90. Бюл. У 28 (71) Тольяттинское производственное объединение "Азотреммаш" (72) А.Н.Сергеев, Г.В. Осянкин, В.М. Бурдыкин и A.В. Клементьев (53) 621.79!.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 965661, кл. В 23 К 9/1 6, 04 .03 .81 .

Авторское свидетельство СССР

N 1140910, кл. В 23 К9/16,,28.10.83.

Авторское свидетельство СССР

11 546446, кл. В 23 К 9/08, 06.03.75.

Авторское свидетельство СССР

Ф 25691 6, кл. В 23 K 9/08, 23.03.67. .(54) СПОСОБ СВАРКИ 11АГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ, ДУГОЙ (57) Изобретение относится к дуговой сварке преимущественно неплавящимся электродом в среде защитных газов с воздействием на дугу внешним поперечным магнитным полем и может быть применено в машиностроении и других отраслях металлообрабатывающей промышленности при изготовлении деталей, когда необходимо управлять характером тепловложения по ширине шва в процессе сварки. Цель изобретения— повышение качества сварного соединеИзобретение относится к дуговой сварке преимущественно неплавящимся электродом .в среде защитных газов с воздействием на дугу внешним поперечным магнитным полем и может быть применено в машиностроении и других отраслях металлообрабатывающей про2 ния в труднодоступных местах, При перемещении дуги от одного крайнего положения до другого устанавливают дежурный режим горения дуги. По дости- . жении дугой крайнего положения ее переводят в режим сварки на время перемещения дуги в направлении сварки в крайнем отклоненном положении. Дугу удерживают в крайнем отклоненном положении, регулируя напряженность магнитного поля так, что дуга при максимальной силе сварочного тока остается в крайнем отклоненном положении до заданной величины, По истечении времени импульса одновременно уменьшают ток и напряженность магнитного поля до значений, необходимых для удержания дежурной дуги в отклоненном положении до заданной величины. Одновременное увеличение напряженности маг- С нитного поля в дуговом промежутке с нарастанием сварочного тока в импульсе позволяет поддерживать амплитуду колебания дуги постоянной, что новышает тепловложение в заданных крайне отклоненных положениях дуги. Независимая регулировка тока дежурной и сварочной дуг позволяет в широких пределах изменять форму проплава, не

Ф меняя при этом ширины. 2 ил. мышленности при изготовлении деталей, когда необходимо управлять характером тепловложения по ширине шва в процессе сварки.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения в труднодоступных местах.

1581503

На Фиг.! показан график зависимости между изменением силы тока дуги, напряженностью магнитного поля в дуговом промежутке и траекторией пере5 мещения активного пятна дуги, на

Фиг ° 2 — блок-схема устройства для реализации способа сварки магнитоуправляемой дугой.

Способ состоит в том, что дугу перемещают поперек шва внешним поперечным магнитным полем и задерживают ее в крайнем отклоненном положении на заданный промежуток времени, при перемещении дуги от одного крайнего положения до другого устанавливают дежурный режим горения дуги, а по достижении дугой крайнего положения переводят ее в режим снарки.на время перемещения дуги в направлении свар- 20 ки в крайнем отклоненном положении, при этом дугу удерживают в крайнем отклоненном положении, регулируя напряженность магнитного поля.

Регулируют напряженность магнит- 25 ного поля так, что дуга при максималь. ной силе сварочного тока остается в крайнем отклоненном положении до за-. данной величины, а по истечении времени импульса одновременно уменьшают силу тока и напряженность магнитного поля до значений, необходимых для удержания дежурной дуги в отклоненном положении до заданной величины. В результате дуга, достигнув заданного отклоненного положения, при одновременном нарастании тока сварочной дуги и напряженности магнитного поля дуги остается в этом положении. °

Одновременное увеличение напряжен- 40 ности магнитного поля в дуговом промежутке с нарастанием силы сварочного тока в импульсе позволяет подцерживать амплитуду колебания дуги посто— янной, что повышает тепловложение в заданных крайних отклоненных положениях дуги, а независимая регулировке тока дежурной и сварочной дуг позволяет в широких пределах изменять Форму проплава, не меняя при этом ширины шва.

Одновременно с возбуждением дежур ной дуги между вольфрамовым электророМ и изделием увеличивают напряженность внешнего магнитного поля на участке I.-ТХ (фиг,1) до заданного значения Й, что приводит к отклонению дежурной дуги от оси шна на заданную ве личину В, (фиг Л). При достижении напряженностью внешнего магнитного поля значения Н дугу переводят в режим

1 сварки и увеличивают силу сварочного тока до значения I . Увеличивают напряженность магнитного поля на участке II-III до значения Н, при котором сварочная дуга удерживается н заданном отклоненном положении. На участке

III-IV напряженность магнитного поля поддерживают постоянной, при этом сварочная дуга в отклоненном положении до заданной величины перемещается в направлении сварки со скоростью сварки V . По истечении заданного промежутка времени действия сварочной дуги (точка IV, Фиг.1), уменьшают силу сварочного тока до значения I, уменьшая при этом напряженность внешнего магнитного поля на участке IV-V до значения Н,. На участке V-VI уменьшают напряженность магнитного поля до нуля, при этом дежурная дуга перемещается до оси шва, меняют полярность внешнего магнитного поля и цикл повторяют.

Пример . Способ осуществляют при аргонодугоной сварке труб печей риформинга из стали 45Х25Н20С диаметром 1 20 мм и толщиной стенки 1 8 мм .

Разделку выполняют без скоса кромок шириной 8 мм . Диаметр вольфрамового электрода 4 мм. Режим сварки: ток дежурной дуги I = 60 А, ток сва9 рочной дуги I < = 180 А, время горения дежурной дуги Г„= 0,6 с, время горения сварочной дуги в крайнем отклоненном положении 1, „ = 1,2 с, скорость сварки U = 9 м/ч, длина дуги

L = 5 мм, диаметр присадочной про1= волоки d „= 1,2 мм, количество проходов n = 5. Дугу при сварке на указанных режимах отклоняют поперек шна в точку сопряжения наплавленного металла со снариваемой кромкой,.при этом напряженность ннешнего магнитного поля для управления дежурной дугой Н1 составляет 20 3, сварочной дугой Н 60 Э.

Устройство для реализации способа сварки содержит блок 1 формирования управляющего сигнала, включающий в себя интегратор 2, компаратор 3 и одновибратор 4, источник 5 питания дуги постоянного тока 5, включающий в себя блок 6 регулирования сварочного тока и датчик 7 тока, согласующий усилитель 8, аналоговый умножитель 9, электромагнит 1 О, создающий

1 581503 внешнее переменное поперечное маг— нитное поле в зоне горения дуги.

Выход интегратора 2 подключен к первому входу аналогового умножителя 9 и первому входу компаратора 3, на второй вход которого подают опорное напряжение. Выход компаратора 3 подключен к входу интегратора

2 и входу одновибратора 4, выход которого соединен с входом блока 6 регулирования сварочного тока источника 5. питания сварочной дуги и блокирующим входом интегратора 2. Вход согласующего усилителя 8 подключен к датчику 7 тока, а выход — к второму входу аналогового умножителя 9, выход которого соединен с катушкой электромагнита 10, создающего внешнее переменное поперечное магнитное поле .в зоне горения дуги.

Устройство работает следующим образом.

Интегратор 2 Формирует линейно изменяющееся напряжение Б „, (участок I-II, Фиг:.1), которое подается на аналоговый умножитель 9 и первый вход компаратора 3, на второй вход которого подают опорное напряжение

U Ä, определявшее амплитуду управля— кщего сигнала U . При достижении улр

U „ заданного уровня, что соответствует напряженности внешнего магнитного поля при заданном отклонении дежурной дуги, срабатывает компаратор 3, сигнал с которого подается на интегратор, переключая полярность выходного сигнала, и одновибратор 4 °

Одновибратор 4 Формирует импульс, на— чало которого определяет момент включения импульса сварочного тока с блока.

6 регулирования тока и блокировки интегратора (точка ТТ, Фиг.1). На участке II-III (Фиг.1) интегратор вырабатывает постоянный сигнал, что соответствует перемещению сварочной дуги в заданном отклоненном положении. Конец импульса с одновибратора 4 определяет момент выключения сварочного тока и снятие блокировки с интегратора (точка III, Фиг.1) . После сия-.

| ! тия блокировки, интегратор Формирует сигнал противоположной полярности (участок III-IV, Фиг.1), что соответствует перемещению дуги в другое заданное отклоненное положение относительно оси шва, после чего цикл повторяется.

На второй вход аналогового умножи10 теля 9 постоянно подается сигнал обратной связи с датчика 7 тока, усиленный согласующим усилителем 8, в соответствии с законом изменения напряженности внешнего магнитного поля

15 от изменения тока дуги при заданной амплитуде ее колебания К 11

Результирующий управляющий сигнал с выхода аналогового умножителя Uру=

° = + U у, K U<, зависящий от U „„ определяющего амплитуду колебайия дуги, и параметра сварочной цепи при постоянном коэффициенте пропорциональности К, подают на катушку электромагнита 10, создающего внешнее управляющее магнитное поле в зоне горения дуги, что позволяет стабилизировать амплитуду колебания дежурной дуги и перемещение сварочной дуги в заданном отклоненном положении.

Формула изобретения

Способ сварки магнитоуправляемой дугой, при котором дугу колеблют поперек шва поперечным магнитным полем и задерживают дугу в крайнем отклоненном положении на заданнъ и промежуток времени, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ка4р чества оварного соединения в труднодоступных, местах, при перемещении дуги от одного крайнего положения до другого устанавливают дежурный режим горения дуги, а по достижении

45 дугой крайнего положения дугу переводят в режим сварки на время перемещения дуги в направлении сварки в крайнем отклоненном положении, при этом дугу удерживают в крайнем откло5Q ненном положении, регулируя напряженность магнитного поля.

1 581503

Н,Э

В,нн в

В, C!ue.!

Сба ючная Руга

УЬг.. . Редактор Л.. Веселовская

Заказ 2055 Тираж 654 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧ Р

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

I! !!

Ф и

Н1

Р,A

ЭИ ю

Составитель Г. Квартальнова

Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская