Способ дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов

 

Изобретение относится к дуговой сварке металлов плавящимся электродом диаметром 0,8-1,6 мм на режимах с короткими замыканиями дугового промежутка каплями электродного металла и может быть использовано в различных областях машиностроения. Целью изобретения являетсяповышение стабильности процесса сварки, стабилизации проплавления основного металла и геометрических параметров шва при одновременном снижении разбрызгивания металла. В способе между короткими замыканиями поддерживают дугу с током постоянной величины 1б =

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) (5I)5 В 23 К 9/173

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ (21) 4801290/27 (22) 15,01.90 (46) 15.02.92. Бюл. ¹ 6 (71) Ростовский-на-Дону институт сельхозмашиностроения (72) В.А.Ленивкин и П.И.Петров (53) 621.791.75 (088.8) (56) Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом, Машиностроение, 1974, с. 239.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1041248, кл. В 23 К 9/16, 1977. (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯ1ЦИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к дуговой сварке металлов плавящимся электродом диаметром 0,8 — 1,6 мм на режимах с короткими замыканиями дугового промежутка каплями электродного металла и может быть использовано в различных областях машиностроения, Целью изобретения является

Изобретение относится к дуговой сварке металлов плавящимся электродом диаметром 0,8 — 1,6 мм в защитных газах на режимах с короткими замыканиями дугово- го промежутка каплями электродного металла и может найти применение при изготовлении конструкций в различных от-. раслях промышленности и в строительстве.

Цель изобретения — повышение стабильности процесса сварки, стабилизации проплавления основного металла и геометрических параметров шва, снижения разбрызгивания металла.

Способ осуществляется следующим образом. повышение стабильности процесса сварки, стабилизации проплавления основного металла и геометрических параметров шва при одновременном снижении разбрызгивания металла. В способе между короткими замыканиями поддерживают дугу с током посто янной величины 1Б = (0,8 0,94)lпр GT основного источника питания, в момент короткого замыкания устанавливают скорость нарастания тока (200-300) кА/с до достижения тока (0,75 — 0,85)1 э. Затем ступенчато снижают скорость нарастания тока до 10 — 80 кА/с до разрыва перемычки, а в момент разрыва перемычки ток дуги снижают со скоростью (200 — 300) кА/с до величины (0,75 0,5)1к3 где 1Б — ток горения дуги в промежутках между короткими замыканиями;

lлр ток процесса сварки; lк3 амплитудное значение тока короткого замыкания; 1 3 = (2,0 — 2,4)1Б. Изобретение позволяет увеличить частоту и уменьшить размер капель при переходе электродного металла в сварочную ванну. 2 ил., 1 табл. й

Сварку ведут плавящимся электродом в среде защитных газов с короткими замыканиями дугового промежутка, а между короткими замыканиями поддерживают маломощную дугу от дополнительного источника питания постоянного тока с регулируемым наклоном внешней характеристики.

Между короткими замыканиями поддерживают дугу с током постоянной величины, составляющей 0,8 — 0,94 тока сварки. В момент короткого замыкания скорость нарастания тока устанавливают в пределах 200-300 кА/с до достижения величины тока 0,75—

0,85 тока короткого замыкания. Затем до разрыва перемычки ступенчато снижаат

1712096 скорость нарастания тока до величины 10—

80 кА/с и сохраняют ее до момента разрыва перемычки благодаря включению дополнительного источника питания с напряжением холостого хода ниже напряжения, равного сумме приэлектродных падений напряжения, Б момент разрыва перемычки ток дуги снижают со скоростью 200 — 300 кА/с до величины 0,75 — 0,5 величины тока короткого замыкания, Ток короткого замыкания при этом составляет 2,0 — 2,4 величины тока в промежутках между короткими замыканиями.

Такое ступенчатое изменение тока, скорости его нарастания и указанное соотношение позволяют принудительно управлять переносом металла во. время коротких замыканий дуги, а при горении дуги стабилизировать равномерность плавления электродной проволоки, проплавление и геометрические параметры шва.

На фиг.1 приведена схема изменения тока и напряжения во времени при сварке с короткими замыканиями; на фиг.2 — осциллограмма тока и напряжения процесса сварки с короткими замыканиями, Пример. Проводилась сварка пластин из малоуглеродистой стали Ст, 3 толщиной

3 мм стыковым швом электродной проволокой Св — 0,8 Г2С диаметром 1,2 мм. Сварка осуществлялась сварочной головкой с независимой постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Питание дуги осуществлялось от двух источников питания (основного и дополнительного). Основной источник — стабилизатор тока, имеет штыковую характеристику, а дополнительный— слегка падающую вольт-амперную характеристику. Напряжение холостого хода дополнительного источника питания устанавливалось ниже суммы приэлектродных падений напряжения.

Процесс сварки осуществляется следующим образом. Плавящаяся электродная проволока и изделие подключены к клеммам двух источников постоянного тока, включенным на параллельную работу. В цепь дополнительного источника питания

{сварочного генератора ПСГ-500) включен разделительный диод, Параметры режима фиксировались светолучевым и электронным осциллографами.

Качество шва и его формирование определялось визуальным осмотром и по увеличенным изображениям продольных и поперечных макрошлифов сварных соединений.

Исходные данные, физические и технологические параметры процесса сварки сведены в таблицу, 40

5

А5

Как видно из данных таблицы, наилучшее формирование шва и наименьшие потери металла на разбрызгивание достигается при параметрах предлагаемого способа.

Уменьшение скорости нарастания тока короткого замыкания и его величины нижеуказанных пределов приводит к увеличению длительности короткого замыкания, снижению частоты переноса капель и ухудшению формирования шва.

Увеличение скорости нарастания тока короткого замыкания выше предлагаемой приводит к тому, что при соприкосновении капли металла на торце электрода со сварочной ванной капля отталкивается от последней, снижается частота переноса, увеличиваются размеры капель, что способствует росту потерь металла.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: — равномерное формирование шва с плавным переходом к основному металлу с мелкой чешуйчатостью благодаря стабилизации тока горения дуги; — увеличение частоты и уменьшение размеров капель при переходе электродного металла в сварочную ванну при одинаковой скорости подачи электродной проволоки; — потери металла не превышают 4%; — практически отсутствует набрызгивание металла в околошовной области.

Формула изобретения

Способ дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, при котором сварку осуществляют с короткими замыканиями дугового промежутка, а между короткими замыканиями поддерживают маломощную дугу от дополнительного источника питания постоянного тока с регулируемым наклоном внешней характеристики, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса сварки, стабилизации проплавления основного металла и геометрических параметров, снижения разбрызгивания металла, между короткими замыканиями поддерживают дугу с током постоянной величины, составляющей 0,8 — 0,94 тока сварки,, в момент короткого замыкания скорость нарастания тока устанавливают в пределах 200-300 кА/с до достижения величины тока 0,75—

0,85 тока короткого замыкания, затем до разрыва перемычки ступенчато снижают скорость нарастания тока до величины 10—

80 кА/с, а в момент разрыва перемычки ток дуги снижают со скоростью 200 — 300 кА/с до

1712096 ния составляет 2,0 — 2,4 величины тока в промежутках между короткими замыканиями, Скорость нарэст ния тока, А/с

1Скорость спада, I ! Характеристика процесса

Ток спада, Д

Ток, Д

A/с

Ть3 /II

1 1„1 I участ.

1 уча- II уча стка стка

III уча- IV уча- III уча-, IV учаI стка стка стка стка

l i

150 440 350=0,0IÄ8 2,9 300 50 200 150 300 50

170 305 305 IÄ 1,8 90

120

800 10 240

Разбрызгивание составляет 3-42 от расплавленного металла, фориирование шва равномерное

140 300 20

170 340 285=0 831и1 2 0

240 140 300 20

170 340 285=0,03I„2,0

310 10

180

170 340 285=0,83IÄ 2,0

300

170

1 70 400 320=0,8I„) 2,4 280 20 280 170 280 15

170 440 350=0,81„4 2,6 350 30 350 200 310 50

Разбрызгиаание не превышает 3-48, формирование шва равномерное

190 300 280=0,932 1,58 200 10 190 - 200 г величины 0,75 — 0,5 величины тока короткого замыкания, при этом ток короткого замыкаУвеличивается частота и длительность коротких замыканий растут неравномерность проплавления и разбрызгивание

Большая длительность коротких замыканий, интенсивное разбрызгивание в момент разрыва перемычки, наблюдается неравномерность гроплавления по длине шва, колебаний геоиетрических пграиетров шва

Снижается частота переноса металла, ухудшается равномерность nepexoqa капель в сварочную ванну, капли отталкиваются от ванны при . их соприкосновении

Увеличивается время короткого замыкания, снижается частота перехода. капель, появляется неравнонерность проплавления

Увеличивается разбрызгивание, снижается частота коротких замыканий и перехода капель. Ооявляется неравномерность проплавления шва

Снижается частота коротких замыканий, возрастают размеры капель, неравномерность проллавления и геометрических размеров шва, возрастает разбрызгивание металла ь

1712096

40

50

Составитель В.Ленивкин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л,Патай

Редактор Н.Федорова

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

Заказ 494 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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