CS196515B1 - Method of electroslag welding,welding on or remelting and device for the same method - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKASOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU (61) ' ' “ * (23) Výstavná priorita (22) Přihlášené 21 09 73 (21) PV 6493-73 196 515 (Π) :(B1) (51) IntCl. 3 B 23 K 25/00

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (40) Zverejnené 31 θ7 79 (45) Vydané 01 4 82 (75)

Autor vynálezu BLASKOVJTS PAVEL ing.CSc. MÍ JEK VLADIMÍR ing.

PAVELKA VILIAM ing.,BRATISLAVA ............ - ' (54) Sposob elektrotroskového zvárania, navárania alebo pretavovania a zariadenie pra tento sposob

Vynález sa týká zdokonalenia sposobu elektrotroskového zvárania, navárania alebopretavovania ako i zatriadenia pre tento sposob.

Pri elektrotroskovom zváracom alebo inom podobnom procese prechádza elektrický prádcez elektricky vodivá roztavená trosku, pričom elektrická energia sa mění vo vodívejtroska na tepelná vplyvom vzniku Jouleovho tepla. V roztavenej troske sa potom taví pří-davný materiál a pri naváraní a zváraní natavuje aj přilehlá časť základného materiálu.Roztavená trosku možno z metalurgického hladiska charakterizovat' ako iontový roztok,pričom na rozhraní trosky a kovu dochádza pri zváracom či inom podobnom elektrotroskovomprocese ku vzájomnej výměně iónov medzi roztavenou troskou a roztaveným kovom a tak kuznámým metalurgickým reakciám v procese tavenia. Z praxe je známe, že pre tento sposob sa používá striedavý alebo jednosměrný prád.Je tiež známe ovplyvňovanie spomenutej výměny iónov změnou polarity jednosměrného prádu.Pri použití striedavého elektrického prádu v doterajšej praxi sa pravidelný priebeh, tj.symetričnosť, připadne polarita pri použití jednoáherného prádu v priebehu elektrotros-kového zváracieho alebo naváracieho alebo pretavovacieho procesu nemení.

Pri elektrickom oblákovom zváraní je známe použitie nesymetrického priebehu strieda 196 515 19 6 S15 vého elektrického prúdu na zabezpečenie stability horenia elektrického oblúka.

Tento poznatok však nemožno preniest* a využit* k tomu iatému účelu v elektrotrosko-vom zváracom procese, keSže tento prebieha bez horenia elektrického oblúka a fyzikálnapodetata elektrotroskového procesu je úplné odlišná od oblúkového, a preto i priebehmetalurgických reakcií je úplné odlišný.

Sposob podlá vynálezu umožňuje zlepšit' priebeh elektrotroskového zváracieho alebopretavovacieho procesu ako aj vlastnosti samotného zvaru, návaru alebo přetaveného kovutým, že upravením sposobu přechodu striedavóho elektrického prúdu sa umožňuje priaznivoovplyvňovať či riadiť výměnu iónov v priebehu elektrotroskového procesu za účelom priaz-nivého ovplyvňovania priebehu zváracieho, naváracieho alebo pretavovacieho procesua kvality zhotoveného výrobku.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že elektrotroskové zváranie, naváranie alebo pre-tavovanie sa vykoná striedavým elektrickým prúdom s jeho nesymetrickým priebehom v časealebo amplitúde alebo kombinované v oboch tj., ktorý prebieha s jeho nesymetrickými slož-kami v kladnej a zépornej časti. Tým sa dosiahne v čase rozdielny priebeh kladnej zložkyelektrického prúdu a ich velkosti čo priamo ovplyvnuje tlak na přechod kladných alebozáporných iónov, a tým aj ich skutočný přechod medzi troskou a roztaveným kovom.

Pretože obvod elektrického prúdu pri elektrotroskovom zváraní, naváraní alebopřetavovaní mé praktický ohmický charakter, priebeh prúdu v obvode sa iba nepatrnéodchyluje od priebehu napatia, ktoré je na tento obvod připojené. Nesymetrický priebehstriedavého elektrického napatia, a tým aj elektrického prúdu, možno získat* viacerýmiznámými sposobmi.

Ovplyvňovaním, či riadením výměny iónov v priebehu uvedeného elektrotroskového pro-cesu možno účinné ovplyvniť priebeh elektrotroskového procesu ako aj kvalita zvaru, ná-varu alebo přetaveného kovu.

Pre elektrotroskové zváranie, naváranie alebo pretavovanie podlá vynálezu je výhod-né použit' striedavý elektrický prúd s obdlžníkovým priebehom. Dosiahnu sa tým dobré dy-namické vlastnosti, pretože prúd rýchle nabieha na maximálnu hodnotu svojho priebehu. V případe, že sa požaduje rovnaká elektrická práca počas trvania kladnej a zápornéjzložky striedavého elektrického prúdu s nesymetrickým priebehom, je výhodné zvolit' sposobspočívajúci v tom, že elektrotroskové zváranie, naváranie alebo pretavovanie sa vykonástriedavým elektrickým prúdom, ktorého nesymetrický priebeh sa upraví tak, že jeho časovéintegrály v kladnej a zápornéj časti sú řovnaké.

Sposob podlá vynálezu sa realizuje zariadením pozostávajúcim z podávanej hlavy pre přívod přídavného drotu zo zváracej resp. naváracej alebo pretavovacej hubice z transfor- mátora striedavého prúdu, ktorého jedna výstupná svorka sekundárného vinutia je elektric- kým vedením připojená na kovový kúpel' a druhá na hubicu tak^ že do jedného z elektrických vedení /a,b/ napojených na výstupné svorky sekundárného vynutia transformátora je zaradeiý

19B SIS elektrický elementj umožňujúci měnit* amplitúd kladnej a zápornéj polperiódy striedavéhozváracieho prúdu. V zariadení pre vykonávanie sposobu podlá vynálezu k elektrickému odporu opatřené-ho odbočkami /e,f,g,h,i/ sú paralelné připojené dva do série v tom istom smere spojenéelektrické usmerňovacie elementy, pričom' elektrický odpor je připojený do jedného zelektrických vedení /a,b/ na výstupné svorky sekundárného vynutia transformátora cezpřepínač odbočiek /e,f,g,h,i/ odporu a elektrický střed usměrňovačích elementov je po-kračováním příslušného elektrického vedenia /a,b/. Ako elektrický element je možné po-užit' odpor s paralelné připojenou diodou, alebo nesymetrický zesilovač, ftalšou možnosťouje použitie regulovatelného stupňa v antiparalelnom zapojení s diodou, ke5 v tomto zapo-jení sú regulovatelné tyristorové stupně.

Zariadenie pre realizáciu sposobu podlá vynálezu pozostáva z podávacej hlavy prepodávanie přídavného drotu so^zváracou, naváracou, resp. pretavovacou hubicou a z dvochtransformátorov striedavého prúdu, ktorých sekundárné vinutia sú spojené za sebou dosérie, keS sekundárné vinutie jedného z oboch transformátorov je spojené navzájom dosérie v tom istom smere zahojenými riadenými elektrickými usmerňůvacími elementární, pri-čom elektrický střed týcbto riadených usměrňovačích elementov je připojený na hubicu ajedna z výstupných svořiek druhého z transformátorov je připojené na zvárací, naváracíalebo pretavovací kúpel'.

Sposobom elektrotroskového zvárania, navárania, alebo pretavovania podlá vynálezumožno regulovat1 výsledné chemické zloženie, čiže obsah jednotlivých prvkov, ktoré pre-chádzajú z roztaveného přídavného materiálu cez troškový kúpel', do kovového kúpela, čím sadosahuje vyššia kvalita přetaveného kovu s vyššou čistotou přetaveného koVU.

Na připojených obrázkoch sú znázorněné dva příklady získavania nesymetrickéhostriedavého prúdu. Na obr. 1 je získanie striedavého nesymetrického priebehu superpozí-ciou symetrického striedavého prúdu s pulzujúcim etriedavým prúdom. Na obr. 2 je znázor-něné získavanie striedavého nesymetrického prúdu superpozíciou symetrického striedavéhopriebehu a jednosměrněj zložky. t

Na obr. 3 až 6 je’znázorněné zariadenie pre uskutečňovanie sposobu podlá vynálezu.

Sinusové napatie o amplitúde A^ sa sčítava s polvlnovým napatím U2 o amplituděAg.a dává výsledný priebeh napatia-U^+U2 o amplitúde A^ + A2 v kladnéj časti,, pričomamplitúda výsledného napatia v zápornéj časti nie je oproti napatiu ovplyvnená. Dobytrvania kladnéj časti t^ a zápornéj časti sú rovnaké. Obdobné možno vytvořit' nesymetric-

Z ký priebeh striedavého elektrického prúdu s obdlžníkovým priebéhom. Nesymetrický priebehstriedavého elektrického prúdu sa získává tým, že sinusové napatie o amplitúde A^ sasčítava s konštantnou hodnotou jednosměrného napatia U2 veťkosti A2, Výsledný priebéhstriedavého elektrického napatia ^+υ2 a a^ elektrického prúdu má v kladnej častiamplitúdu A^ + A2 a v zápornéj časti má amplitúdu zmenšenú na hodnotu A^-A2, pričom doby

196 SIS trvania kladnej časti a zápornej časti t2 nie sú rovnaké. Obdobné možno vytvořit' ta-kýmto sp6sobom nesymetrický priebeh striedavého elektrického prúdu s obdlžníkovým prie-behom.

Nesymetrickým priebehom striedavého prúdu sa dosiahne urýchlenie alebo potlačenievýměny ióntov určitéj polarity. Nesymetrický priebeh striedavého prúdu možeme dosiahnuťsuperpozíciou pulzujúceho priebehu so symetrickým priebehom alebo superpozíciou jedno-směrně j zložky elektrického prúdu so striedavým priebehom elektrického prúdu. Ak veťkosťjednosmernej zložky převyšuje amplitúdu striedavej zložky, dostáváme pulzujúci jednosměr-ný priebeh elektrického prúdu. Příklad prevedenia zariadení na vykonávanie sposobu podlá vynálezu je nižšie popi-saný. '

Zariadenie pozostáva z podávacej hlavy pre přívod přídavného materiálu zo zyáracejresp. naváracej alebo pretavovacej hubice z transformátora striedavého prúdu, ktoréhojedna výstupné svorka sekundárného vinutia 1 je připojená na kovový kúpeť £ a druhá nahubicu £, keči do jedného z elektrických vedení a,b je zaradený elektrický element, umož-ňujúci meniť poměr amplitúd kladnej a zápornej polperiódy striedavého zváracieho prúdu. V zariadení pre vykonávanie sposobu podlá vynálezu k elektrickému odporu 2, opatřenéhoodbočkami e,f,g,h,i sú paralelné připojené dva do série v tom istom emere spojené elek-trické usmeňovacie elementy £ a 23. pričom elektrický odpor 2 je připojený do jednéhoz elektrických vedení a,b na výstupné svorky sekundárného vinutia transformátora 1 cezpřepínač 22 odbočiek a elektrický střed usměrňovačích elementov 2 a 23 je pokračovánímpříslušného elektrického vedenia. Ako elektrický element je použitý bu3 odpor 2, s para-lelné připojenou diodou J alebo nesymetrický zosilovafi. fialej ako elektrický element jepoužitý regulovatelný tyristorový stupeň 6 v antiparalelnom zapojení s diodou keáv tomto zapojení sú použité v antiparalelnom zapojení dva regulovatelné tyristorovéstupně.

Zvláštně prevedenie zariadenia pre sposob podlá vynálezu je nasledovné: prvý regu-lačný transformátor 11 napája primárné vinutie prvého převodového transformátora 13 adruhý regulačný transformátor 12 napája primárné vinutie druhého převodového transformá-tora 14. Sekundárné vinutie prvého převodového transformátora 13 je cez přepínač 18 pře-mostěné tyristormi 15 a 16 zařáděnými do série. Střed D spojenia týchto tyristorov 15 a16 je vyvedený na zváraciu hubicu 4. Sekundárné vinutie druhého převodového transformá-'tóra 14 je jedným polom přepojené na kovový kúpeť £ či zváraný alebo naváraný predmeta druhým polom na jeden pól sekundárného vinutia prvého převodového transformátora 13.Tyristory 15.16 sú riadené regulátorom 17 běžného prevedenia a to tak, že jeden tyristor16 spina v kladnej polvlne a druhý tyristor 15 spina v zápornej polvlne. Takto sa dosiah-ne, že v kladnej polvlne sa napatia oboch převodových tranformátorov 13 a 14 sčítájú av zápornej polvlne je účinné iba napatie druhého převodového transformátora 14. Ak přepí-nač 18 je v druhej polohe vyznačenej čiarkovane, napatia sa sčítavajú v zápornej. polvlne.

Claims (10)

198 515 Nastavením regulačných transformátorov 11 a 12 sa dosahuje rozna amplitúda priebehovelektrického striedavého prúdu v kladnej a zápornej jeho, časti. Ako převodový transfor-mátor sa používá zvárací, navárací transformátor alebo transformátor na pretavovaniepodlá charakteru elektrotroskového procesu. PŘED MET VYNÁLEZU

1. Sposob elektrotroskového zvárania, navárania alebo pretavovania pomocou tepla získa-ného prechodom elektrického prúdu cez kúpel* roztavenéj trosky, v ktorej je ponořenýkoniec elektrody podávanej podávacou hlavou, vyznačujúci sa tým, že sa vykoná strie-davým elektrickým prúdom s nesymetrickým jeho priebehom v čase alebo v amplitúdealebo kombinované v oboch.

2. Sposob podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že striedavý elektrický prúd má obdlžníkovýpriebeh.

3. Sposob podlá bodov 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že časové integrály striedavého elek-trického prúduvkladnéj a zápornej časti sú si rovné.

4. Zariadenie pre sposob podlá bodov 1 až 3, pozostávajúca z podávacej hlavy pre přívodpřídavného drotu zo zváracej resp. naváracej alebo přetavovanéj hubice, z transformá-tora striedavého prúdu, ktorého jedna výstupná svorka sekundárného vinutia je elek-trickým vedením připojená na kovový kúpel' a druhá na hubicu, vyznačujúce sa tým, žedo jedného z elektrických vedení /a,b/ napojených na výstupné svorky sekundárnéhovinutia transformátora /1/ je zaradený elektrický element, umožňujúci meniť poměramplitúd kladnej a zápornej polperiódy striedavého zváracieho prúdu.

5. Zariadenie podlá bodu 4, vyznačujúce sa tým, že k elektrickému odporu /2/, opatřenémuodbočkami /e,f,g,h,i/ sú paralelné připojené dva do série v tom istom smere spojenéelektrické usmerňovacie elementy /3,23/, pričom elektrický odpor /2/ je připojený do jedného z elektrických vedení /a,b/ na výstupné svorky sekundárného vinutia trans-formátora /1/ cez přepínač /22/ odbočiek /e,f,g,h,i/ a elektrický střed usměrňovačíchelcmentov /3,23/ je pokračováním příslušného elektrického vedenia /a,b/.

6. Zariadenie podlá bodov 4 až 5, vyznačujúce sa tým, že ako elektrický element jepoužitý odpor /2/ s paralelné připojenou diodou /3/.

7. Zariadenie podlá bodu 4 až 6, vyznačujúce sa tým,- že ako elektrický element je pou-žitý nesymetrický magnetický zosilovač.

8. Zariadenie podlá bodu 4 až 7, vyznačujúce sa tým, že ako elektrický element je použi-tý regulovatelný týristorový stupeň /6/ v antiparalelnom zapojení s diodou /3/.

9. Zariadenie podlá bodu 8, -vyznačujúce sa tým, že v antiparalelnom zapojení sú použité 198 SIS dva regulovatelné tyristorové stupně.

10. Žariadenie pre sposob podlá bodóv 1 až 3, pozostávajúce z podávačej hlavy pre podá-vanie přídavného drStu so zváracou, navéracou resp. pretavovaoou hubicou a z dvochtransformátorov striedavého prúdu, ktorých sekundárné vinutia sú zapojené za seboudo série, vyznačujúce sa tým, že sekundárné vinutie jednoho z oboch transformátorov/13»14/ je spojené navzájom do série v tom istom smere zapojenými riadenými elektrickými usmerňovacími elementární /15,16/, pričom elektrický střed /D/ týchto riadenýchusměrňovačích élementov /15»16/ je připojený na hubicu /4/ a jedna z výstupnýchsvoriek druhého z transformátorov /13»14/ je připojená na zvárací, navárací alebopretavovací kúpel*/5/. · 6 výkresů