Способ сварки

 

Изобретение относится к импульсной дуговой сварке плавящимся электродом в автоматическом и полуавтоматическом режиме и может быть использовано для сварки плавящимся электродом порошковой проволокой с покрытием и без него сплошного сечения в среде углекислого газа, аргона, длинной дугой в различных пространственных положениях. На нормально горящую дугу накладывают кратковременные импульсы сварочного тока для отрыва капли расплавленного металла электрода и переноса ее в сварочную ванну. В интервале между импульсами, непосредственно перед каждым импульсом ток нормально горящей дуги ограничивают в пределах 20-30 А в период времени 1-3 мс. В результате получают устойчивый перенос электродного металла и снижается разбрызгивание электродного металла. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной дуговой сварке в автоматическом и полуавтоматических режимах и может быть использовано для сварки плавящимся электродом, порошковой самозащитной проволокой и голой самозащитной проволокой в среде углекислого газа, аргона длинной дугой в различных пространственных положениях.

Известен способ импульсной дуговой сварки плавящимся электродом, при котором на основной ток процесса сварки накладываются импульсы тока (Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом с программным регулированием процесса. Б.Е. Патон, А.Г. Потапьевский, Н.В. Подола. Автоматическая сварка, 1, 1964г., стр. 1-6).

В связи с тем, что больше не было обнаружено технических решений аналогичного назначения, описанный способ принят за прототип при составлении настоящей заявки.

Недостатком при известном способе сварки является то, что капля электродного металла, образующаяся во время между импульсами, занимает с электродом несоосное положение, и при наложение следующего импульса тока расширяющийся столб дуги выталкивает каплю на периферию столба дуги и после отрыва капли происходит несоосный переход, что приводит к выбросам капли за пределы сварочной ванны, а это приводит к повышенному разбрызгиванию электродного металла и, как следствие, к повышенному набрызгиванию и повышенному расходу электродного металла.

Задача изобретения - получение устойчивого переноса электродного металла при импульсной дуговой сварке длинной дугой в среде защитных газов, снижение разбрызгивания электродного металла.

Поставленная задача достигается тем, что в способе импульсной дуговой сварки плавящимся электродом, при котором на нормально горящую дугу накладывают кратковременные импульсы сварочного тока, для отрыва капли расплавленного металла электрода и переноса ее в сварочную ванну, в интервале между импульсами, непосредственно перед каждым импульсом, ток нормально горящей дуги ограничивают в пределах 20-30А в период времени 1-3 мс.

Заявляемый способ характеризуется наличием существенного отличительного признака: "в интервале между импульсами, непосредственно перед каждым импульсом, ток нормально горящей дуги ограничивают в пределах 20-30А в период времени 1-3 мс".

Наличие указанного признака позволяет занять капле соосное с электродом положение, так как любое принудительное уменьшение тока дуги после формирования капли на конце электрода будет способствовать уменьшению статического давления и скорости плазменного потока, а следовательно, приближению капли к сварочной ванне (Изменение характеристик сварочной дуги в процессе формирования капли при сварке плавящимся электродом в СO₂. В.С. Мечев, канд. техн. наук, Л. И. Сычев, инж. (Ин-т электросварки им Е.О. Патона АН УССР), В.С. Слободенюк, А. Ж. Жайнаков, кандидаты физ.-мат. наук (Респ. межвуз. вычисл. центр Минвуза КиргССР), В.С. Энгельшт), и при последующем наложении импульса капля расплавленного металла электрода втягивается в расширяющийся столб дуги и под действием электродинамических сил переходит соосно столбу дуги в сварочную ванну, а это предотвращает выброс капли за пределы сварочной ванны.

На чертеже представлены графики тока и напряжения при импульсном питании согласно предлагаемому способу.

Условные обозначения, используемые в графиках,: I - ток; U - напряжение; t - время; I_и - ток импульса; I_г - ток нормально горящей дуги; I_п - ток паузы; U_п - напряжение паузы; U_и - напряжение импульса; U_г - напряжение нормально горящей дуги;
t_и- время импульса;
t_г - время горения нормально горящей дуги;
t_п - время паузы.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

На интервале времени t_г горит дуга при нормальном токе. На интервале времени t_п ток дуги I_п ограничен в пределах 20-30А. В это время за счет подачи электрода происходит движение капли к соосному положению с электродом и движение сварочной ванны навстречу электроду вследствие уменьшения газодинамического давления из-за резкого снижения тока. В период t_и на сварочную дугу накладываются кратковременные импульсы тока I_и=(300-1200А), в результате чего столб дуги расширяется и капля расплавленного металла электрода втягивается в столб дуги, происходит отрыв капли электродного металла и направленный перенос капли после отрыва, соосно столбу дуги, в сварочную ванну. В период t_г электрод интенсивно плавится и на торце образуется капля расплавленного металла, которая за счет силового воздействия сварочной дуги оттесняется от торца электрода в сторону. После окончания t_г тока сварочный ток ограничивается в пределах 20-30А на 1-3 мс, вследствие чего уменьшается воздействие сварочной дуги на каплю расплавленного электродного металла и капля начинает принимать соосное положение на торце электрода, далее процесс повторяется.

Благодаря осуществлению этого способа обеспечивается большая квазистабильность процесса на стадии формировании капли, стабилизируются начальные условия переноса электродного металла в ванну и улучшается качество сварного шва во всех пространственных положениях.

Проведенные лабораторные, а затем и промышленные испытания показали высокую эффективность заявленного способа, легкость к автоматизированию, простоту применяемого оборудования, а также возможность промышленного применения.

Формула изобретения

Способ импульсной дуговой сварки плавящимся электродом, при котором на нормально горящую дугу накладывают кратковременные импульсы сварочного тока для отрыва капли расплавленного металла электрода и переноса ее в сварочную ванну, отличающийся тем, что в интервале между импульсами, непосредственно перед каждым импульсом ток нормально горящей дуги ограничивают в пределах 20-30 А в период времени 1-3 мс.

РИСУНКИ

Рисунок 1