Способ импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советск их

Социалистические

Республик ()935226

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22. 04. 80(21) 2935908/25-27 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень М 22 Дата опубликования описания 15; 06. 82 (51)M. Кл.

В 23 К 9/16

Гооуааротеоеый комитет

СССР оо лелем изооретеиий и открытий

{53) УДК 621. 791. .753(088.8) (72) Авторы изобретения

Н.С. Барабохин и Н.В. Шиганой (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИИПУЛЪСНОДУГОВОЙ СВАРКИ

ПЛАВЯЦИИСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций.

Известен способ импульсно-дуговой сварки металлов плавящимся электродом в среде защитных газов, обеспечивающей управление переносом электродного металла и повышение качества сварных соединений. Сущность его заключается в том, что, с целью управления переносом электродного металла, формированием шва и глубиной проваО ра, на непрерывно горящую дугу нормальной мощности налагают импульсы той же полярности, параметры которых обеспечивают усреднение тепловой мощности процесса. сварки за счет тепловой энергии дуги и жидкого металла расплавленной ванны. При этом параметры импульсов тока выбирают в сле20 дующих пределах: ток импульса I > (6-12) 1св, длительность импульса (1-3,5) 10 - с, частота следова.ния импульсов f = 25-300 Гц, скорость нарастания 5 = 700-5000 кА/с (13

Недостатком известного способа является то, что в сварных швах (особенно алюминиевых сплавов) имеют место несплавления между слоями, раковины и поры. Причиной их образования является недостаточная активация свариваемой поверхности, удаление со свариваемых кромок окисных плен дугой высокоскоростной сварки плавящимся электродом. Для этого требуется увеличение действующего значения сварочного тока, вызывающего увеличение количества наплавляемого металла, который, в свою очередь, препятствует указанной активации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому является способ импульсно-дуговой сварки, в котором для повышения производительности, независимого управления термическим током, а также плавлением

935226 са

Способ сва крутизн

S ° 10 стота

f, Гц

100

1,8

Предлагаемый

1,8

800

100 5

100 5

800

1,8

Таблица 2

Расход гелия л/мин

О-и

Способ сварки

Режим

Параметры дополнительных импульсов

Базовый ток, I„A

Скорость сварки

Ч .м/ч сц амплидлительн.

t ° 10 с крутизн.

S «10

А/с часто та

rig

I туда

Ip,А

Предлагаемый

160

35

500 5 . !О 600

100 10 700

160

100

160

35 электродного металла, на дугу постоянного тока в процессе сварки перед наложением основных импульсов, обеспечивающих перенос электродного металла, налагают дополнительные импульсы, например, в таких соотношениях сварочного тока: амплитуда. тока ) > (2 -2,5) 1 в А или I и = (2-10) 1св,А; длительность t> = (3,5-15)10,с или t> = (0,1-0,9) 10,с; скорость so нарастания тока S = 30-700,кА/с

S = 700-7000, кА/с.

Применение этого способа для сварки алюминиевых сплавов больших толщин с использованием узкощелевой раз- 15 делки кромок позволяет повысить скорость сварки до 40 м/ч и значительно снизить уровень дефектов.

Однако при дальнейшем повышении скорости сварки увеличивается коли- щ чество дефектов в виде пористости и раковин.

Цель изобретения - повышение качества сварных соединений и повышение производительности путем активации 2S свариваемых кромок и удаления с них окисных плен в процессе сварки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу импульсно-дуговой сварки, плавящимся электродом, зв при котором на дугу постоянного тока налагают основные и дополнительные

1 По 1000 10 500 импульсы тока, параметры дополнительных импульсов выбирают в следующих пределах: частота f 500-25000 Гц, скорость нарастания S 10 -1О А,дли7 тельность t 10 -10 с, амплитуда

1 10 -1О A.

Импульсы указанных параметров,не оказывая существенного влияния на перенос электродного металла, хорошо очищают от окислов и активируют свариваемые поверхности для образования связи с наплавляемым электродным металлом, при этом нет необходимости достигать глубокого проплавления.3а счет применения таких импульсов становится возможным существенное увеличение скорости сварки, значительно сокращается зона термического влияния, уменьшается количество выделенных хрупких составляющих по границам оплавленных зерен и повышается работоспособность сварных соединений.

Производится импульсно-дуговая сварка в среде гелия плавящимся электродом св 1201 2 мм на обратной полярности плит из сплава 1201 толщиной 16 мм с узкощелевой разделкой кромок шириной 6 мм горизонтальным швом на вертикальной плоскости..

Исследуемые параметры режимов сварки приведены в табл. 1 и 2.

Т а б л и ц а 1

Составитель А.Гаврилов

Редактор Н. Горват Техред А. Бабинец Корректор Я.Макаренко.Заказ 41 14/16 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 5 9352

Результаты металлографических исследований и измерения макротвердости в поперечном сечении сварных соединений показывают их высокую степень однородности, мелкозернистую структуру и малую зону разупрочнения сварных соединений на режимах 1,2 и 3. Ширина зоны разупрочнения на одну сторону от середины шва составляет В/2 =

10-12 мм, что соответствует той же величине для способа электронно-лучевой сварки (ЭЛС).

Особенности структуры и малая зена разупрочнения вызывают существен- . ное повышение механических характе- 15 ристик. Так, при температуре испытания Ти д - 1960C коэффициент прочности сварных соединений составляет

0,7, а удельная работа деформации при статическом изгибе образцов с острым 2о надрезом (r = 0,025 мм), затраченная на развйтие (oLz) и распространение (а ) трещины соответственно сосР 2. г2 тавляет 0,17 кгс/см и 0,6 кгс/см

Для ЭЛС - Кл -- 0,7, ао =- 0,18 кгсм/см 25 . и а г = 0,63 кгсм/см, для известного

Я. способа К„ р= 0,65, ao = 0,16» àp =

0 „46. При Tycho — — 20 С аналогичные свойства составляют по предлагаемому способу Кпр = 0,68, а » = 0,14, аР = зф

0,48 для ЭЛС КлР= 0,70, ао = 0,14, аР = 0,42 для известного способа

Кпр= 0 65, а,= 0,12, аР = 0 35

Механические характеристики сварных соединений плит сплава 1201, полученные предложенным способам, имеют более высокие значения, чем по известному способу,. особенно при этом заметно превышение характеристик

26 6 вязкости а и аР, которые практически одинаковы с аналогичными для способа ЭЛС и на 15-204 превышают те же, полученные по известному способу.

За счет применения предложенного способа значительно сокращается зона термического влияния, увеличивается скорость сварки, уменьшается количество выделенных хрупких составляющих по границам оплавленных зерен,повышается работоспособность сварных соединений.

Формула изобретения

Способ импульснодуговой сварки, плавящимся электродом,при котором на дугу постоянного тока налагают основные и дополнительные импульсы тока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных, соединений и повышения производительности путем улучшения активации свариваемых кромок и удаления с них окисных плен в процессе сварки,. параметры дополнительных импульсов тока выбирают в следующих пределах: частота 500-25000 Гц, скорость нарастания тока 10 -10" А/с, длительность 10 - 10 4с, амплитуда 10 -10 А.

-5 — „З

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

8Г 162262, кл. В 23 К 9/16, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 247430, кл. В 23 K 9/16, 1964 (прототип).