Способ электродуговой сварки с электромагнитным перемешиванием расплава сварочной ванны

 

(») 538842

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08,06.73 (21) 1929065/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.76. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 24.12.76 (51) М. Кл В 23К 9/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений . и открытий (53) УДК 621 751 75 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Кузнецов, И. В. Малинкин, В. Ю. Поповский, В. В. Сыроватка и В. П. Черныш (71) Заявитель

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ

С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ РАСПЛАВА

СВАРОЧНОЙ ВАННЪ|

Изобретение относится к области электродуговой сварки металлов, в частности к способам электродуговой сварки с электромагнитным перемешиванием расплава сварочной ванны, и может быть использовано, преимущественно в производстве сварных конструкций из алюминия и его сплавов.

Известен способ электродуговой сварки с электромагнитным перемешиванием сварочной ванны, при котором магнитное поле создают соленоидом, питающимся положительными дискретными импульсами, выделенными из синусоидального напряжения промышленной частоты однополупериодным выпрямлением и разделенными на группы, обеспечивающие требуемую частоту реверсирования управляющего магнитного поля (1).

Наложение внешнего магнитного поля при сварке на переменном токе позволяет осуществить перемешивание только в периоды совпадения импульса управляющего магнитного поля с полуволной синусоиды сварочного тока.

Недостатком известного способа является то, что при сварке алюминия и его сплавов на переменном токе такое совпадение может соответствовать только либо прямой, либо обратной полярности. При совпадении импульсов управляющего магнитного поля с положительной полуволной сварочного тока стабильность горения дуги и удовлетвор»тельное качество формирования поверхности шва сохраняются при более высоких индукциях, обеспечивающих интенсивность перемешива ния, достаточную для измельчения структуры.

В этом случае дуга обратной полярности горит в естественных условиях, активизации процесса катодного распыления»е наблюдается.

1р При перемешивании расплава сварочной ванны в полупериоды, соответствующие обратной полярности, уже при малых значениях индукции управляющего магнитного поля вращение дуги с перемещением активного пятна на изделии приводит к интенсивному разрушению окисной пленки А1зОз за счет активизации процесса катодного распыления, что способствует снижению пористости сварного шва. Однако повышение индукции уп20 равляющего магнитного поля до значений, при которых обеспечивается измельчение структуры, сопровождается нарушением стабильности горения дуги, ухудшением защиты зоны сварки и качества формирования поверхности сварного шва.

Для измельчения структуры и снижения пористости в металле шва при электромагнитном перемешивании расплава сварочной ванны в условиях сварки алюминия и его сплавов необходимо одновременно с перемешива538842 нием металла шва осуществлять управление процессом катодного распыления окисной пленки А40з.

Цель изобретения — измельчение структуры и снижение пористости металла шва при сварке алюминия и его сплавов.

Для этого по предлагаемому способу в процессе сварки с электромагнитным перемешиванием магнитное поле накладывают на расплав сварочной ванны в виде асимметричных разнополярных импульсов, амплитуда которых при прямой полярности сварочного тока превышает амплитудное значение тех же импульсов при обратной полярности горения дуги. Импульсы объединяются в группы и реверсируются с требуемой частотой.

На чертеже изображены временные диаграммы магнитных полей.

В процессе сварки магнитные потоки Ф и

Ф создают соленоидом при прохождении однополупериодно выпрямленных импульсов, выделенных из синусоидального напряжения промышленной частоты. Импульсы объединяют в группы таким образом, чтобы импульс магнитного поля, полученный от прохождения положительной полуволны тока, совпадал с положительной полуволной сварочного тока

1 „а отрицательный — с отрицательной.

Группы импульсов реверсируют с интервалом t>.

При этом амплитудное значение разнополярных импульсов выбирают таким, чтобы независимо от реверсирования положительный импульс магнитного поля, взаимодействующий с положительной полуволной сварочного тока, всегда был больше отрицательного.

Взаимодействие положительного магнитного потока Ф с положительной полуволной сварочного тока обеспечивает интенсивное перемешивание расплава сварочной ванны, достаточное для управления процессом кристаллизации и получения измельченной структуры металла шва. При этом сохраняется устойчивость сварочного процесса и удовлетворительное формирование поверхности сварно5 го шва.

Взаимодействие отрицательного магнитного потока Ф с поперечной составляющей дуги, горящей в полупериоды обратной полярности, приводит к ее вращению с перемеще10 нием активного пятна на изделии. Интенсифицируется процесс катодного распыления, расширяется зона очищенной поверхности от окисной плены А1 0з, что приводит к значительному снижению пористости металла шва.

15 Стабильность сварочного процесса из-за недостаточной величины сил взаимодействия не нарушается.

В результате такого комплексного воздействия внешнего магнитного поля на процесс

20 кристаллизации и исключения пористости повышается качество сварного соединения, Формула изобретения

25 Способ электродуговой сварки с электромагнитным перемешиванием расплава сварочной ванны под действием аксиальных реверсируемых магнитных полей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью измельчения струк30 туры и снижения пористости металла шва при сварке алюминия и его сплавов, магнитное поле накладывают на расплав сварочной ванны в виде асимметричных разнополярных импульсов, амплитуда которых при прямой по35 лярности сварочного тока превышает амплитудное значение тех же импульсов при обратной полярности горения дуги.

Источник информации, принятый во вни40 мание при экспертизе изобретения:

1, Авторское свидетельство Мо 213234, М. Кл, В 23К 9/08, 1966 г.

538842

Фс

Составитель В. Колесниченко

Редактор Л. Василькова Техред Н. Ханеева

Корректоры: Л. Брахнина и 3. Тарасова

Заказ 2763/9 Изд. № 1838 Тираж 1178 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2