Способ дуговой сварки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмх

Социалмстических

Респубпмк

««656760 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.! 0.76 (2! } 2413383/25-27 с присоединением заявки №вЂ”

{51) М. Кл.

В 23 K 9/08 (23) Приоритет—

Гкудврственнн1й комитет

СССР. но делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.04.79. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания тт О (53) УДК62! .791..?5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Щукин и Пак Калиф (73) Заявитель (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварочному пронзводству, а именно к способам дуговой сварки с устранением магнитного дутья. Известен способ, прн котором магнитное дутье устраняют с помощью компенсирующего магнитного поля, в качестве которого нспользуют цнркуляцнонное магннтное поле 11).

Прнмененне этого способа предполагает обязательный предварительный контроль магнитной обстановки о длнне стыка и неоднократное пропусканне больших величин токов разной полярности через сварнваемые деталн в каждом месте, где производится устраненне магннтного дутья.

Недостатками этого способа являются большне затраты времени на устранение магнитного дутья в каждом месте его возникновення, малая экономичность н ннзкая маневренность, обусловленная громоздкостью прн. меняемого оборудования, поэтому известный способ не приемлем для устранения магнитного дутья прн автоматической сварке. Наиболее олизкнм к нзобретенню по техннчес- зо кой сущности н достигаемому эффекту является способ дуговой сварки, пря котором впереди дуги располагают датчик для измерення интенсивности магнитного поля в месте стыка н сигналом, снимаемым с датчнка, управляют током электромагнита, создающего управляющее магнитное поле 12). Этот способ реализован в устройстве для магнитного контроля обстановки в зоне дугн.

Однако известный способ не обеспечнвает качественнон сварки прн заполненнн разделки свариваемого соедннення. Это обусловлено тем, что на датчик, опушенный в разделку, всегда дополннтельно воздействует магнитное оле, наводимое сварочным током вдоль разделки, вызывающее значнтельные погрешности прн компенсации возмущающего дугу магнитного поля, в результате чего электромагнит создает управляющее поле с недостаточнон нли черезмерной интенсивностью для полной компенсации магнитного поля.

Целью изобретения является повышение качества сварных швов путем компенсации прн определении ннтенснвностн возмущающего дугу магнитного поля.

Цель достигается тем, что позади дуги располагают дополннтельный датчик, сигнал которого суммнруют с сигналом датчика, расположенного впереди дуги, грн этом дат656760

3 чики располагают в разлелке стыка иа одинаковом расстоянии от дуги.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый сиособ: на фиг. 2 — - характер распределения магнитного поля наводимого сварочным током, 1

S вдоль сварочного зазора; на фиг. 3 -- принцип исключения составляющей магнитного поля, обусловленной сварочным током и вызывающей погрешность при компенсации магнитного. дутья.

В разделке между свариваемыми деталями 1 и 2, »а одинаковых расстояниях от сварочной горелки 3 размещены датчики магнитного поля 4 и 5. По проводам 6 сигналы от датчиков 4 и 5, пропорциональные величинам интенсивности и знакам магнитных полей в месте установки датчиков, поступают в аппаратный блок 7, где происходит сложение сигналов и суммарный сигнал используется для управления источником питания электромагнита 8, который своим магнитным полем компенсирует магнитные поля. возмущающие сварочную дугу.

На фиг. 2 по оси Х показано расстояние по длине стыка, мм; по оси Y — величина магнитной индукции, Х10 4 Т; точка А— место установки датчика; точка Б — место сварочного электрода; Bc — магнитное по- .2s ле, Наведенное сварочным током. Характер распределения этого поля зависит от направления протекающего сварочного тока и места расположения электрода от края свариваемого стыка.

Величина интенсивности поля зависит от . величины сварочного тока, свойств материала свариваемых кромок, формы и размеров раэделк .

Максимальная величина магнитной индукции (Вса), наводимой сварочным током, з4 имеет место у сварочной дуги и убывает по мере удаления от нее.

Так как датчик магнитного поля принципиально невозможно совместить со сварочной дугой, на него в разделке всегда воздействует магнитное поле сварочного тока 4

Всю, которое обуславливает на компенсирующем электромагните дополнительный ток, вызывающий значительную погрешность при компенсации даже при отсутствии намагниченности свариваемых кромок, что снижает качество сварки.

На фнг. 3 по оси Х показано расстояние по длине стыка, мм; по оси Y — величина магнитной индукции; точка А — место установки датчнка 4; точка Б — место сварочного электрода; точка  — место установки

3 датчика Ь; Вф — поле, отклоняющее сварочную. дугу; Вез . — поле, наведенное сварочным током. Таким образом, с помощью системы с двумя датчиками магнитного поля и последующего сложения сигналов получают сигнал, характеризующий магнитную обстановку около сварочной дуги, пропорциональный среднему арифметическому значению величин интенсивности ноля, отклоняющего сварочную дугу, в местах установки датчиков, что полностью исключает погрешность ири компенсации и дает более достоверное значение величины интенсивности магнитного поля в месте расположения. электрода.

Способ дуговой сварки с устранением магнитного дутья осуществляют следующим образом.

Пример. На свариваемые детали 1 и 2 конструкций из высокопрочных сталей толщиной до 100 мм устанавливают сварочный автомат»Меридиан». На горелке 3 автомата с помощью кронштейна крепят, датчик Холла 4 типа Х вЂ” 211, служащий для измерения интенсивности магнитного поля, который размещают впереди электрода на расстоянии

15 — 25 мм от его оси, На таком же расстоя- ° нии от оси электрода сочностью до +.0,5 мм и позади него устанавливают второй аналогичный датчик Холла 5. При этом оба датчика должны находиться на одном уровне с точностью до 1 0 мм. Горелку 3 сварочного автомата вместе с датчиками 4 н 5 опускают в разделку. Пускают защитнйй газ (80%А + 20% СОз) и воду для охлаждения горелки и датчиков. Включают аппаратный е блок 7 устройства устранения магнитного дутья. Пускают сварочный автомат. В момент зажигания дуги дополнительно с магнитным полем остаточной намагниченности в разделке вокруг дуги возникает магнитное поле, обусловленное сварочным током величиной 100 — 150Х 10 4Т, которое воздействует на оба датчика. Это приводит к появлению на измерительных выводах датчиков 4 и 5 ,сигналов в виде напряжения порядка 10— 20 мкВ, величина и полярность которого пров порцнональна величине и направлению воздействующего на них магнитного поля. Сигналы датчиков 4 и 5 суммируют. Для этого напряжения согласовано подают на резисторы входной цепи предварительного усилителя и затем с помощью делителя напряжения делят. Результирующий сигнал подают на вход предварительного полупроводникового усилителя типа УПД вЂ” 03, который вырабатывает управляющее напряжение.

Так как электрические сигналы С и С, S поступающие с датчиков 1 и 2, пропорциональны величинам интенсивности и соответст вуют знакам воздействующих на них магнитных полей, то для датчика 4 сигнал равен а сумме .величии интенсивности полей (поля, отклоняющего сварочнук> дугу, и ноля, наведенного сварочным током).

11роизволя сложение величин этих сигналов и деление иоиол.,м, ITQ легко достигается схемными известными решениями в аппаратуре управления, ири условии равенства расстояний от электрола ло латников, обуславливающего Bcm = Всв, получаем

656760

Форму.га изобретения

Составит ль Г. Квартальнова

Редактор О. Торгашева Текред О. Луговая Корректор А. Гриценко

Заказ 168ОД 1 Тираж 1221 Подписное

1.1НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изовретеинй и открытий

11ЗОЗ5, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал Г1ПП «Патент», г. кгород, ул. Проектная, 4

Управляющее напряжение подают на управление реверсивного полупроводникового усилителя мощности, который вырабатывает напряжение постоянного тока, изменяющееся по величине и направлению в зависимости от управляющего сигнала. Напряжение с

S усилителя мощности подают на компенсирующий электромагнит 8, что обуславливает протекание необходимого тока по его обмоткам. При этом магнитное поле, создавав мое электромагнитом 8, компенсирует маг-. нитное поле, воздействующее на датчики 4 и 5 и сварочную дугу. Таким образом осуществляют процесс сварки с устранением магнитного дутья. По окончании сварки стыка сварочный аромат останавливают, отключают аппаратуру управЛения устройства для устранения магнитного дутья, прекращают подачу воды и защитного газа.

Способ обеспечивает повышение качества сварочных работ в условиях магнитного дутья в разделке свариваемого соединения.

Такие работы составляют значительный в объем при изготовлении корпусных конструкций из высокопрочных сталей.

Экономический эффект от применения способа на одном предприятии отрасли ориб ентировочно составляет 18 — 20 тыс. руб. в год.

Способ дуговой сварки, при котором впереди дуги располагают датчик для измерения интенсивности магнитного поля в месте стыка и сигналом, снимаемым с датчика, управляют током электромагнита, создающего управляющее магнитное поле, отличак>щийся тем, что, с целью повышения качества сварных швов путем компенсации при определении интенсивности возмущающего дугу магнитного поля, позади дуги располагают дополнительный датчик, сигнал которого суммируют с сигналом датчика, расположенного впереди дуги, при этом датчики располагают в разделке стыка на одинаковом расстоянии от дуги.

Источники информации, принятые во вни-мание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 297243, кл. В 23 К 9/08, 1968.

2. Патент США № 3626145, кл. 219 — 123, 197 1.