Способ ручной дуговой сварки модулированным током
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1405.80 (21) 2924307/25-27 1513 hA Кт1
В 23 К 9/14 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
f53) УДК 621.791. .75 (088.8) Опубликовано 15.02.82. Бюллетень 1 1о 6
Дата опубликования описания 15.0282
А.Ф. Князьков, A.Ã. Мазель, P.È. Дедюх, Н.А. А эаров и A.C. Киселев
1 (72) Авторы изобретения
Томский ордена Октябрьской Революции и ордена рудовОго
Красного Знамени политехнический институт им. И Кирбва (71) Заявитель (54) СПОСОБ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ МОДУЛИРОВАННЬ24
ТОКОМ
Изобретение относится к технологическим процессам, в частности к дуговой сварке металлов, и может быть использовано при сварке неповоротных стыков магистральных и технологических трубопроводов, а также на других монтажных работах.
Известен способ электродуговой сварки модулированным током с синхронным изменением длины дуги, при котором изменение тока осуществляют с низкой частотой, прямо пропорционально изменению длины дуги (1).
Известный способ не позволяет регулировать непосредственно в процессе сварки длительности импульсов и пауз, кроме того увеличение длины дуги при сварке электродами с покрытием фтористо-кальциевого типа приводит к порообразованию.
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому по технической сущности способ ручной дуговой сварки моделированным током, при котором напряжение на дуге сравнивают с опорным напряжением и при достижении критического тепловложения в шов незначительным удлинением дуги, соответствующим повьпаению напряжения на 1-2 В, отключают ток импульса, поддерживают удлиненную дугу и при достижении необходимой вязкости сварочной ванны путем укорочения ее включают ток импульса (2).
Недостатком известного способа является низкая стабильность процесса сварки и высокая трудоемкость его выполнения. Это обусловлено сложностью поддержания удлиненной дуги в период протекания тока паузы особенно при сварке электродами с покрытием фтористо-кальциевого типа. Сварку данными электродами требуется выполнять предельно короткой дугой, поэтому существенное ее удлинение вызывает порообразование. Это ограничивает воэможности удлинение дуги.
Возможности ее укорочения в период протекания тока паузы ограничены длиной дуги, при которой происходит включение тока импульса. Следователь но, диапазон изменения длины дуги в период протекания тока паузы, особенно при сварке электродами с покры25 тием фтористо-кальциевого типа, имеет малую величину. Поэтому неизбежные в процессе ручной дуговой сварки изменения длины дуги вызывают, с одной стороны, преждевременные
ЗО включения тока импульса, .что приво904934 дит к стеканию жидкого металла, прожогам, а с другой — к образованию пор. Кроме того, преждевременное включение тока импульса может произойти вследствие сокращения дугового промежутка за счет приближения капли электродного металла к ванне и заполнения кратера сварочной ванны, происходящих после отключения тока импульса вследствие уменьшения давления дуги. Все это свидетельствует о нестабильности известного способа сварки.
Бель изобретения — повышение стабильности процесса сварки и упрощение техники сварки.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ручной дуговой сварки модулированным током с регулированием длительности импульсов и пауз в зависимости от изменяю- .20 щихся параметров процесса сварки, при котором ток импульса отключают удлинением дуги, длительность тока паузы устанавливают в обратной зависимости от длительности предшеству- g$ ющего импульса тока.
На чертеже представлена схема, поясняющая предлагаемый способ, где
I — ток импульса; I< — ток паузы;
09 — напряжение дуги; U — опорное напряжение; 1„ — время импульса;
-время паузы.
Питание дуги осуществляют модулир»анным током. При этом импульса
1ц и паузы Хи задают программой, а их длительности выбирают переменной продолжительности в зависимости
-от параметров процесса сварки. Соотношение между длительностью импульса и паузы определяет тепловложение 40 в шов эа данный цикл сварки: чем больше требуемое тепловложение в шов, тем больше должна быть длительность импульса и тем меньше.длительность паузы и наоборот. Продолжитель- 4$ ность импульса тока ц регулируют непосредственно в процессе сварки и прерывают ток импульса при достижении критического тепловложения в шов путем незначительного удлинения дуги. Начинает протекать ток паузы.
После этого устанавливают оптимальную длину дуги. Длительность протекания тока паузы формируют во время протекания тока импульса и Регулируют автоматически в обратной зависи 4ости от длительности предшествующейся .импульса тока. Сигнал на отключение тока импульса получают при удлинении дуги. Это приводит к повышению напряжения на дуге Ug, которое 60 сравнивают во время протекания тока импульса с опорным, напряжением U
При достижении напряжения дуги U опорного напряжения U отключают ток импульса. 65
Пример. Сваривают корневой шов соединения с V-образной разделкой кромок. Сварку производят модулированным током покрытыми электродами. Модулированный ток получают путем введения в сварочную цепь балластного раствора. Ток импульса и ток паузы Iq задают программой (соответственно 120 А и 40 А). Напряжение на дуге при сварке электро дами с покрытием фтористо-кальциевого типа Ug = 22 В. Опорное напряжение устанавливают U — — 30 В, Длительность тока импульса ?црегулируют в зависимости от изменяющихся параметров процесса сварки. При достижении полного проплавления корня шва длину дуги увеличивают, что приводит к повышению напряжения на дуге U . При достижении Uq опорного напряжения U = 30 В ток импульса отключают. Начинает протекать ток паузы. После этого дугу укорачивают до оптимальной длины, протекает процесс кристаллизации металла. Длительность паузы задают в обратной зависимости от длительности предшествующего импульса, который прерывают при достижении критического тепловложения в шов, например tu = 0,3 с (хотя, в общем случае, ц„Ф tu> Ф 1и Ф ф...). Коэффициент пропорциональности К задают программой (в конкретном случае принимают постоянным (К=0,15).
Длительность паузы формируют — К—
1 и
Через время 1„ = 0,5 с включают ток импульса и процесс продолжается.
Если в процессе сварки уменьшается зазор, то для полного проплавления требуется большее тепловложение за цикл сварки. Длительность импульса тока при этом увеличивают (например ц = 0 5. с). При этом длительность тока паузы устанавливают t = 0,3 с, т.е. тепловложение в шов возрастает.
Автоматическое регулирование длительности паузы в обратной зависимости от длительности предшествующего импульса исключает преждевременные включения тока импульса, приводящие к прожогам и стеканию металла. Кроме того, упрощается техника сварки, так как нет необходимости строго поддерживать удлиненную дугу в период протекания тока паузы.
". :ула изобретения
Способ ручной дуговой сварки модулированным током с регулированием длительности :-я-ульсон и пауз тока в зависимости ог изменяющихся параметров процесса сварки, при котором
904934
Составитель A. Гаврилов
Редактор Л. Алексеенко Техред A.Áàáèíåö Корректор Г. Огар
Тираж 1150 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Заказ 225/20
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ток импульса отключают удлинением дуги,отличающий с ятем, что, с целью повышения стабильности процесса и упрощения техники сварки, длительность тока паузы устанавливают в обратной зависимости от длительности предшествующего импульса тока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 285139, кл. В 23 К 9/00, 1968.
2. Авторское свидетельство СССР
9 603520, кл. В 23 К 9/00, 1976 (прототип).
