Способ возбуждения дуги при сварке плавящимся электродом

 

Изобретение отнорится к области сварочного производства, в частности к механизированной сварке в защитных газах и под флюсом электродом до 2,5 мм, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение производительности сварки и улучшение качества сварного соединения за счет сокращения времени возбуждения дуги и повышения надежности установления процесса сварки после первого касания электрода с изделием. Для возбуждения дуги к электроду и к изделию подводят напряжение , подают электрод до замыкания с изделием, с момента образования контакта осуществляют ограничение тока короткого замыкания. Величина ограничения задается не менее величины тока, при котором перегорание электрода происходит в месте контакта электрода с изделием, но не более величины тока, при котором перегорание электрода происходит на расстоянии от изделия , равном длине дуги при напряжении сварки. Ограничение тока короткого замыкания производят на время, которое не превышает время до момента перегорания электрода при ограничении тока, но не менее времени, необходимого для перемещения по прямой электрода из мундштука на расстояние до изделия, равное разрывной длине дуги при сварочном напряжении. По истечении этого времени снимают ограничение тока короткого замыкания для ведения сварки на нормальном режиме. 1 табл. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 В 23 К 9/067

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- о - у

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4639899/08 (22) 19.01.89 (46) 30.03.92. 6юл.№12 (71) Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) Е.Н.Варуха, Г.Г.Кленов; В.А.Ленивкин и

Б.Е.Пенкевич (53) 621,791.75 (088.8) (56) Заявка Японии.¹ 60-108180, кл, В 23 К

9/16, 1985. (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ДУГИ ПРИ.

СВАРКЕ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ (57) Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к механизированной сварке в защитных газах и под флюсом электродом до 2,5 мм, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение производительности сварки и улучшение качества сварного соединения за счет сокращения времени возбуждения дуги и повышения надежности установления процесса сварки после первого касания

Изобретейие относится к области сварочного производства и может быть использовано при механизированной дуговой сварке. плавящимся электродом различных металлов и сплавов в защитных газах и их смесях, а также при сварке под флюсом и электрозаклепками.

Цель изобретения — повышение производительности процесса и улучшение качества сварного соединения за счет, сокращения времени возбуждения дуги и повышения надежности установления процесса сварки после первого касания электрода с изделием.

SLY 1 722729 А1 электрода с изделием. Для возбуждения дуги к электроду и к изделию подводят напряжение, подают электрод до замыкания с изделием, с момента образования контакта осуществляют ограничение тока короткого замыкания. Величина ограничения задается не менее величины тока. при котором перегорание электрода происходит в месте контакта электрода с изделием, но не более величины тока, при котором перегорание электрода происходит на расстоянии от изделия, равном длине дуги при напряжении сварки. Ограничение тока короткого замыкания производят на время, которое не превышает время до момента перегорания электрода при ограничении тока, но не менее времени, необходимого для перемещения по прямой электрода из мундштука на расстояние до изделия, равное разрывной длине дуги при сварочном напряжении. По истечении этого времени снимают ограничение тока короткого замыкания для ведения сварки на нормальном режиме. 1 табл.

Способ осуществляется следующим образом.

К электроду и к изделию подводят напряжение, подают электрод до замыкания с изделием и с момента образования контакта осуществляют ограничение тока короткого замыкания в.пределах, определяемых неравенством где Ч вЂ” скорость подачи электрода см/с;

1722729

d> — диаметр электрода, см;

h — расстояние от торца токоподводящего мундштука до изделия, см;

А, В, С, D, Š— эмпирические коэффициенты, зависящие от материала электрода.

Для сварочной проволоки С -08: А6322 Дж/см  — 19200 Вт/см; С - 177 Вт;

0 - 22,3.10 Ом,см; Е - 35,8.10 Ом.

Для сварочной проволоки Св-08Г2С: А6298 Дж/см, В - 10000 Вт/см; С - 110 Вт;

D - 23,7.10 Ом,см; Е - 51,9.10 Ом.

Для сварочной проволоки Св06Х19Н9Т; А -5730 ж/см; В - 1800 Вт/см;

С-40 Вт; D-62,6.10 Ом.см; Е-36,1.10 Ом.

Значения эмпирических коэффициентов для сварочных проволок Св-08, Св08Г2С и Св-06Х19Н9Т получены методом наименьших квадратов при обработке экспериментальных данных.

Нижний предел ограничения тока короткого замыкания соответствует току, при котором перегорание электрода происходит в месте. контакта электрода с изделием.

При меньшей величине тока перегорания электрода на вылете не происходит и дуга не возбуждается, Верхний предел ограничения тока короткого замыкания соответствует току, при котором перегорание электрода происходит на расстоянии от изделия, равном разрывной длине дуги при сварочном напряжении. Отсутствие погасания дуги.в этом случае обусловлено перенапряжением в цепи при возбуждении дуги и непрерывным сокращением дугового промежутка в процессе подачи электрода. Превышение верхнего предела тока приводит к перегоранию электрода на расстоянии от изделия, большем разрывной длины дуги, поэтому дуга гаснет и процесс сварки не устанавливается, Время ограничения тока короткого замыкания I задают в пределах, описываемых неравенством

Вд — С

1 (D+ЕОэ) где!р — разрывная длина дуги, см, при сварочном напряжении, равная

0хх Оц Ока кд 4х — напряжение холостого хода источника питания (В);

Uö — падение напряжения в сварочных проводах и соединениях в режиме сварки (В);

0ка — сумма приэлектродных (катодного и анодного) падений напряжения (В);

k д- градиент потенциала в столбе дуги, В/см.

5 Нижний предел времени ограничения тока короткого замыкания соответствует моменту подхода места перегорания электрода от торца мундштука к изделию на расстояние, равное разрывной длине дуги при

10 сварочном напряжении, Снятие ограничения тока в этот момент приводит к перегоранию электрода и установлению процесса сварки. Если временя ограничения тока короткого замыкания будет меньше этого ниж15 него предела, то после снятия ограничения тока электрод перегорает на расстоянии от изделия, большем разрывной длины дуги, возбудившаяся дуга гаснет и процесс сварки не устанавливается.

20 Верхний предел времени ограничения тока короткого замыкания соответствует моменту естественного перегорания электрода при ограниченной величине тока. Если время ограничения будет больше этого пре25 дела, то дуга после перегорания электрода возбуждается при пониженном напряжении и гаснет.

Пример, Проводилась сварка в углекислом газе на токе обратной полярности

30 проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6 мм, подаваемой со скоростью 10 cM/ñ. Напряжение холостого хода источника ПСГ-500 равнялось 30 В. Расстояние между мундштуком и изделием составляло 2,0 см. Сопро35 тивление сварочных проводов и соединений

-4 было равно 3,10 Ом, Значения 0„и Кддля данного сочетания материала сварочной проволоки и защитного газа приняты равными 18 В и 26 В/см соответственно.

40 Ограничение тока короткого замыкания проводилось с помощью сопротивления, включенного последовательно в сварочную цепь. Время ограничения устанавливалось посредством реле времени, которое было

45 введено в цепь управления силовым тиристором, подключенным параллельно ограничительному сопротивлению. По истечении необходимого времени тиристор открывается и ограничение тока короткого

50 замыкания снимается, По вышеприведенным данным подсчитано, что 527 А 1 = 462 А и 0,200 с t 2" 0,154 с.

В таг лице приведены данные по резуль55 . татам возбуждения дуги и надежности установления процесса сварки после первого касания электрода с изделием для различных сочетаний 4 и t внутри и за пределами полученных интервалов.

1722729

Использование предложенного способа возбуждения дуги обеспечивает повышение производительности процесса, благодаря сокращению времени установления режима сварки после первого касания 5 электрода с изделием; повышение качества сварного соединения за счет снижения разбрызгивания металла в начале шва; повышение производительности труда за счет снижения трудоемкости по очистке выбро- 10 шенных из .эоны сварки и приварившихся участков вылета, особенно при сварке короткими швами; улучшаются условия труда и техника безопасности за счет снижения разбрызгивания металла. 15

Формула изобретении

Способ возбуждения. дуги при сварке плавящимся электродом, при котором на электрод и изделие подают напряжение, замыкают электрод с изделием и с момента 20 образования контакта осуществляют ограничение тока короткого замыкания, а затем снимают ограничение тока короткого замыкания для ведения процесса сварки на нормальном режиме, от л и ч а ю шийся тем, 25 что; с целью повышения производительности процесса и улучшения качества сварного соединения за счет сокращения времени возбуждения дуги и повышения надежности установления процесса сварки после каса- 30 ния электрода с изделием, ограничение тока короткого замыкания производят до значения не менее величины тока, при котором перегорание электрода происходит в месте контакта электрода с изделием, но не 35 более величины тока, при котором перегорание электрода происходит на расстоянии от изделия, равном разрывной длине дуги при сварочном напряжении, причем ограничение тока короткого замыкания произво- 40 дят на время, не более времени от момента касания электрода с изделием до момента перегорания электрода, но не менее времени, необходимого для перемещения по прямой электрода из мундштука к изделию на 45 расстояние от изделия, равное длине дуги при сварочном напряжении, при этом величину lo ограничения тока короткого замыкания и время t ограничения тока короткого замыкания рассчитывают из неравенства; а

Э

Вд — С

>т> 2q0> где d> — диаметр, см;

v — скорость подачи электрода, см/с;

h — расстояние от торца токоподводящего мундштука до изделия, см;

lp — разрывная длина дуги при сварочном напряжении;

Uxx — 0ц — U a к где U« — напряжение холостого хода источника питания, В;

0ц — падение напряжения в сварочных проводах и соединениях при нормальном режиме сварки, В;

Uщ — сумма катодного и анодного падений напряжения, В;

Кд - градиент потенциала в столбе дуги, В/см;

А, В, С, D, Š— эмпирические коэффициенты, которые зависят от теплофизических свойств металла сварочной проволоки; для сварочной проволоки CB-08: А-6322

Дж/см В-19200 Вт/см ; С-177 Вт; 0-22,3.10 Ом.см; Е-35,8.10 5 Ом; для сварочной проволоки СВ-08Г2С: А-6298 Дж/см

В-10000 Вт/см„ С-110 Вт; 0-23,7,10

Ом.см; Е-51,9.10 Ом; для сварочной проволоки СВ-06Х19Н9Т: А-5730 Дж/см; В-1800

Вт/см; С-40 Вт; D-62,6/10 6 Ом.см: Е-36,1-10 5 Ом..172272 g

Результаты возбуждения дуги при ограничении тока короткого замыкания

Допустимый расчетный интервал времени ограничения тока t, с

Характеристика процесса

Действительное время ограничения тока !

To K короткого замыкания 6

535

1!

«tI«

«11

525

11

1I

495

465

«It

455

3

11

11 !!

tt

tt

П р и м е ч а н и е, l - îáðûâ,äóãè после возбуждения; 2,3,4надежность установления процесса сварки после первого касания электрода с изделием

100/,, 374 и 42/, соответственно; м - не определялся, т.к. I > 527 А или Io(462 Р..

Составитель Е.Варуха

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор М.Товтин

Корректор Э.Лончакова

Заказ 1023 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

tt

О 1555.t 0 154

11 !!

0,175>- t,ъО 154

ll !

1»

tt

t1 . 0,198» t OI154

fl

1!

ll

О, 165

О, 149

О, 160

0,152

О, 155

О, 155

О, 165

0,174

0,180

О, 152

0,152

0,202

О, 155

О, 175

О, 197

О, 152

0,157

0,187

О, 207