Способ автоматической сварки плавлением

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при дуговой сварке с подогревом преимущественно тонколистовых конструкций из сталей, склонных к закалке. Способ включает местный подогрев свариваемых деталей посредством индукционного источника нагрева, в качестве которого используют многовитковый индуктор с сердечником высокой магнитной проницаемости, который располагают на сварочной горелке из немагнитного материала соосно ей. Использование изобретения позволяет повысить качество сварных соединений и снизить энергозатраты для подогрева. 6 ил.

 

Изобретение относится к сварке плавлением, в частности к способам дуговой сварки с подогревом преимущественно тонколистовых конструкций из сталей, склонных к закалке.

Известно, что подогрев при сварке снижает временные и остаточные напряжения и деформации, оказывает положительное влияние на структуру и механические свойства сварных соединений, снижает склонность к образованию трещин и охрупчиванию сварных соединений сплавов (сталей), склонных к закалке (при воздействии на них термического цикла сварки).

Известны следующие способы сварки, реализующие подогрев за счет введения в изделие токов промышленной частоты, использования электроконтактных, радиационных и газопламенных нагревателей [1]. К недостаткам вышеперечисленных источников тепла для подогрева следует отнести низкие скорости, неравномерность нагрева и повышенные энергозатраты.

Наиболее близкий к заявляемому изобретению по технической сущности (прототипом) является патент на полезную модель [2], в котором модель осуществляется посредством механизированного устройства, снабженного газоплазменной горелкой.

Этот способ предварительного подогрева осуществляется движущимся механизированным нагревательным устройством, которое имеет собственный механизм перемещения, располагается перед сварочным источником тепла и перемещается синхронно со сварочным источником, обеспечивая подогрев со стороны свариваемого изделия, обратной действию сварочного источника нагрева. Это изобретение позволяет повысить качество сварки за счет снижения остаточных деформаций (грибовидности балок) до допустимого уровня.

Недостатками данного способа являются:

1. Низкая эффективность газоплазменного нагрева, обусловленная значительными потерями тепла из-за теплообмена газового пламени с окружающей средой и конвективным характером передачи тепла газового пламени подогреваемому металлу.

2. Подогрев свариваемых деталей осуществляется со стороны обратной действию сварочного источника, что ограничивает технологические возможности метода. Например, при сварке тонкостенных труб малого диаметра.

3. Реализация способа подогрева требует применения достаточно сложного устройства с дополнительным приводом для перемещения нагревательного устройства.

Задачей изобретения является повышение качества сварных соединений и снижение энергозатрат для подогрева.

Задача достигается тем, что для подогрева используется тепло генерируемое непосредственно в свариваемых деталях токами высокой частоты (20-100 кГц), что позволяет в широких пределах экономно и целенаправленно регулировать параметры термического цикла сварки.

На чертеже представлена схема размещения индукторов для дополнительного высокочастотного индукционного подогрева (фиг. 1). Термические циклы аргонодуговой сварки стальных пластин размером 10×20×4 мм (фиг. 2) и 10×20×13 мм (фиг. 3) с сопутствующим подогревом и без такого. Цвета побежалости при аргонодуговой сварке стали толщиной 3 мм (фиг. 4), 6 мм (фиг. 5) и 13 мм (фиг. 6) с сопутствующим подогревом и без такого.

Схема (фиг. 1) состоит из трех водоохлождаемых индукторов 1, 2, 3, которые жестко связаны и синхронно перемещаются со сварочной горелкой 4. Причем каждый индуктор имеет свой источник питания 5, 6, 7, отдельно от источника питания сварки 8. Горелка изготовлена из немагнитного материала. Между индуктором и горелкой установлен сердечник 9, высокой магнитной проницаемости, который предотвращает прохождения электромагнитных полей через горелку, не нагревая ее.

Предлагаемый способ подогрева может использоваться в качестве предварительного, сопутствующего и послесварочного подогрева, который осуществляется следующим образом. Местный подогрев свариваемой поверхности происходит за счет введения в зону сварки токов высокой частоты, исходящих от индуктора. Частота следования импульсов высокочастотного электромагнитного поля составляет 20-100 кГц. При указанной частоте обеспечивается необходимый подогрев свариваемых поверхностей. В случае только предварительного подогрева в процессе сварки работает индуктор, который располагается перед сварочным источником тепла. При сопутствующем подогреве в процессе сварки работает индуктор, соосно-расположенный со сварочным источником тепла. А при послесварочном подогреве работает индуктор, который располагается позади сварочного источника тепла, тем самым предоставляется возможным регулировать температурой остывания сварного шва. Каждый из указанных индукторов имеет свой источник питания. Для осуществления всех указанных подогревов в процессе сварки, работают все три индуктора одновременно и движутся синхронно со сварочным источником тепла.

Термические циклы свободно горящей дуги аргонодуговой сварки с использованием местного источника подогрева и без такого для пластин размером 10×20×4 мми10×20×13 мм. (фиг. 2, 3). Сварку осуществляют на установке для автоматической сварки на постоянном токе обратной полярности на режиме: сила сварочного тока 98 А и 123 А, скорость сварки 5,81 и 5 м/ч, диаметр неплавящегося электрода 2,4 мм, расход газа - 6 и 5 л/мин соответственно для пластин. Индуктор закрепляют соосно на сварочной горелке. Параметры индукционной установки составляют: потребляемая электрическая мощность 1500 Вт, частота электромагнитного поля 80 и 60 кГц соответственно. На графиках ряд 1 представляет собой термический цикл сварки с местным подогревом, ряд 2 - термический цикл сварки без местного подогрева, а ряд 3 - подогрев от индуктора без сварки.

Цвета побежалости свободно горящей дуги аргонодуговой сварки с местным источником подогрева и без такого для пластин толщиной 3, 6 и 13 мм. (фиг. 4, 5, 6). Сварку выполняют на установки автоматической сварки на постоянном токе обратной полярности. Параметры режима сварки: сила сварочного тока 101 А, скорость сварки 5,92 м/ч, диаметр неплавящегося электрода 2,4 мм, расход аргона - 5 л/мин. Индуктор закрепляют соосно на сварочной горелке. Параметры индукционной установки: потребляемая электрическая мощность 1500 Вт, частота электромагнитного поля 80, 75 и 60 кГц соответственно для пластин.

Эксперименты проводились по сварке с высокочастотным индукционным подогревом в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете.

Источники информации:

1. Смирнов И. В. «Сварка специальных сталей и сплавов»: Учебное пособие, 2-е изд., испр. и доп. - СПб.: Издательство «Лань», 2012. - 272 с.: ил. - (Учебники для вузов. Специальная литература).

2. Патент на полезную модель №55661 от 17.03.2006 г., МПК B23K 9/00 «Стенд для сварки балок».

Способ автоматической дуговой сварки плавлением, включающий местный подогрев свариваемых деталей посредством индукционного источника нагрева, отличающийся тем, что в качестве упомянутого индукционного источника используют многовитковый индуктор с сердечником высокой магнитной проницаемости, который располагают на сварочной горелке из немагнитного материала соосно ей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к соединительному компоненту для сборки в головку горелки для обработки материалов. Этот соединительный компонент содержит цилиндрический корпус, который включает в себя проксимальный конец и дистальный конец, определяющие продольную ось.

Изобретение может быть использовано для газовой защиты сварочной ванны, сварного шва и околошовной зоны при сварке плавлением в среде защитных газов. Устройство содержит сопло для подачи защитного газа в зону сварки и закрепленную на нем приставку, имеющую ребра, выполненные со стороны, обращенной к поверхности свариваемой детали, и снабженную опорами для перемещения по ней.

Изобретение относится к средствам для плазменной наплавки изделий порошкообразным присадочным материалом, в частности к порошковым питателям плазмотронов или аналогичных устройств.

Изобретение относится к сварочной головке (1) для сварки вручную сварочной дугой (3) в инертном газе (WIG). Головка содержит теплостойкий электрод (2).

Изобретение относится к области сварочных систем. Устройство содержит сварочный аппарат, сварочную горелку (10) и датчик (31), выполненный с возможностью определения размера сварочного электрода, используемого в сварочной горелке.

Изобретение относится к области электродуговой сварки и может быть использовано в конструкциях задатчиков угла наклона сварочной головки. Задатчик содержит корпус, гравитационно-чувствительный элемент, выполненный в виде маятника, преобразователь угла поворота в напряжение, выполненный в виде потенциометра, регулируемое сопротивление и цепь формирования выходного напряжения, отражающего зависимость угла наклона сварочной головки от положения сварочной ванны на линии шва, включающая в себя сопротивление и стабилитрон, при этом упомянутый маятник закреплен на оси преобразователя угла поворота в напряжение.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для мониторинга связанных со сваркой заданий. Система содержит контроллер и подключенный к нему датчик для регистрации связанных со сваркой заданий, таких как время, затрачиваемое на шлифование свариваемых деталей, время, затрачиваемое на пескоструйную обработку свариваемых деталей, время, затрачиваемое на загрузку свариваемых деталей, время, затрачиваемое на ожидание предварительного или последующего нагрева свариваемых деталей, время, затрачиваемое на установку свариваемых деталей.

Изобретение относится к сварочному оборудованию и может быть использовано для контроля правильности подключения сварочного электрода. Сварочная установка (10) содержит источник (15) питания с положительным и отрицательным контактами, выполненный с возможностью генерирования электропитания и подачи его на сварочный электрод.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано для сварного соединения встык краев полос на установке для соединения встык (M1) установки обработки полос.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сварке плавлением сложных стальных конструкций. В предложенном способе совмещают процесс сварки с термообработкой с применением для этого нагревательного элемента в виде керамических подкладок-нагревателей, подключенных через коммутатор тока к сварочному источнику питания.

Данное изобретение касается устройства (1) для струйной обработки заготовки (5) и может быть использовано, например, в лазерных машинах. Устройство (1) для струйной обработки заготовки (5), в частности устройство для лазерной или жидкостной струйной обработки, включает станину (3), опору (4) для заготовки, удерживаемую станиной (3), и инструмент (2) струйной обработки, установленный на станине (3) и перемещающийся относительно опоры (4) для заготовки.

Изобретение относится к устройствам по аспирации сухого аэрозоля и предназначено для использования в вентиляционной технике электросварочных работ. Устройство для улавливания сварочного аэрозоля при ручной электросварке металла содержит пылегазовый приемник, выполненный в виде трубки, закрепленной совместно с электродом в электрододержателе с рабочей рукояткой, через которую полость держателя соединена с гибким шлангом.

Изобретение может быть использовано для разводороживания сварных швов магистральных газопроводов радиационными методами. При изготовлении сварного шва измеряют его температуру и при достижении в одной из точек шва температуры 200-240°С над ней устанавливают выпускное устройство ускорителя электронов.

Изобретение относится к области термической обработки и может быть использовано для изготовления сварного конуса на трубе, например, при производстве винтовых свай.

Изобретение относится к области обработки сварных соединений. На сварное соединение воздействуют вращающейся цилиндрической фрезой, имеющей на нижнем торце конический выступ с диаметром основания d и с углом между основанием и боковой поверхностью конуса ϕ=arc Sin [(0,1 - 0,8)/d], при этом фрезу устанавливают под углом φ1, равным углу φ, так, чтобы нижняя точка торца фрезы касалась основного металла, с последующим перемещением фрезы вдоль сварного шва углом вперед.

Изобретение относится к изготовлению резервуара. Размещают устройства поддержки основания в круге, определяющем периферию изготавливаемого резервуара.

Изобретение относится к области изготовления роторов электрических машин. Способ включает этапы, на которых укладывают элементы (2) ротора (1), выполненные с выступающими буртиками, друг на друга с образованием вертикальной стопки (3), выполняют соединение смежных элементов (2) ротора путем сварки или высокотемпературной пайки с неполным заполнением шва, переводят стопку (3) в горизонтальное расположение и выполняют сварку или высокотемпературную пайку смежных элементов (2) ротора с полным заполнением шва с получением готового ротора (1).

Изобретение относиться к трубосварочным комплексам для сборки и сварки поворотных стыков труб и может быть использовано, например, в условиях строительства магистральных трубопроводов нефтяной и газовой промышленности.

Изобретение относится к способу и устройству для защиты от коррозионного растрескивания сварной металлоконструкции. Способ включает заваривание приповерхностных трещин путем пошагового воздействия импульсом тока в зоне растягивающих остаточных сварочных напряжений и обжатие упомянутой зоны динамическими ударами.

Изобретение относится к устройствам держателей электродов для тренировки сварщика ручной дуговой сварки, преимущественно плавящимся электродом. Устройство содержит первую и вторую рукоятки, хомут и болт, причем первая рукоятка выполнена с возможностью соединения с электрокабелем и крепления электрода, нижняя часть хомута закреплена посредством болта на первой рукоятке с возможностью поворота вокруг нее на 180°, а вторая рукоятка соединена с верхней частью хомута посредством крепежа с возможностью ее поворота вокруг оси крепежа на 210°.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при дуговой сварке с подогревом преимущественно тонколистовых конструкций из сталей, склонных к закалке. Способ включает местный подогрев свариваемых деталей посредством индукционного источника нагрева, в качестве которого используют многовитковый индуктор с сердечником высокой магнитной проницаемости, который располагают на сварочной горелке из немагнитного материала соосно ей. Использование изобретения позволяет повысить качество сварных соединений и снизить энергозатраты для подогрева. 6 ил.

Наверх