RU1782197C - Method for welding by pulsating arc - Google Patents

Method for welding by pulsating arc

Info

Publication number
RU1782197C
RU1782197C SU894665868A SU4665868A RU1782197C RU 1782197 C RU1782197 C RU 1782197C SU 894665868 A SU894665868 A SU 894665868A SU 4665868 A SU4665868 A SU 4665868A RU 1782197 C RU1782197 C RU 1782197C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
arc
welding
arcs
frequency
increase
Prior art date
Application number
SU894665868A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Афанасьевич Батухтин
Светлана Витальевна Стрекаловская
Original Assignee
Вячеслав Афанасьевич Батухтин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вячеслав Афанасьевич Батухтин filed Critical Вячеслав Афанасьевич Батухтин
Priority to SU894665868A priority Critical patent/RU1782197C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1782197C publication Critical patent/RU1782197C/en

Links

Landscapes

  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

Использование: в технологии дуговой сварки. Сущность изобретени : способ состоит в том, что дугу питают импульсами тока общей длительностью 4-20 мкс и частотой 15-20 кГц. При этом дугу формируют синхронным зажиганием двух или более дуг от параллельных электродов, расположенных в углах равностороннего многоугольника . За счет сжати  дуги собственным магнитным полем возрастает концентраци  ввода энергии дуги в изделие, что приводит к повышению производительности и качества сварки. 3 ил.Usage: in the technology of arc welding. SUMMARY OF THE INVENTION: the method consists in supplying an arc with current pulses with a total duration of 4-20 µs and a frequency of 15-20 kHz. In this case, an arc is formed by synchronous ignition of two or more arcs from parallel electrodes located at the corners of an equilateral polygon. Due to the compression of the arc by its own magnetic field, the concentration of input of arc energy into the product increases, which leads to an increase in welding productivity and quality. 3 ill.

Description

Изобретение относитс  к области сварочного производства, а именно, к технологии дуговой сварки, включающей формирование высоко-концентрированной дуги подобно электронному или лазерному лучу.The invention relates to the field of welding production, namely, arc welding technology, including the formation of a highly concentrated arc, like an electron or laser beam.

Известен способ сварки магнитоуправ- л емой дугой, при котором зажигают две дуги посто нного тока на концах двух плав щихс  ручных электродов, расположенных параллельно друг другу с минимальным рассто нием между собой. За счет действи  собственного магнитного пол  двух параллельных дуг посто нного тока достигаетс  повышенна  стабильность протекани  процесса каплепереноса и уменьшени  блужданий п тна нагрева на изделии (1).There is a known method of magnetically controlled arc welding, in which two DC arcs are ignited at the ends of two melting hand electrodes located parallel to each other with a minimum distance between themselves. Due to the action of the intrinsic magnetic field of two parallel DC arcs, an increased stability of the droplet transfer process and a decrease in the wandering spot of heating on the product are achieved (1).

Недостатком способа-прототипа (1)  вл етс  низка  степень сжати  (взаимного прит жени ) двух дуг посто нного тока.The disadvantage of the prototype method (1) is the low degree of compression (mutual attraction) of two DC arcs.

Целью насто щего изобретени   вл етс  повышение производительности процесса сварки дугой за счет увеличени  относительной глубины проплавлени  при увеличении плотности мощности дуги в п тне нагрева и качества шва за счет введени  ультразвуковых колебаний в сварочную ванну .The aim of the present invention is to increase the productivity of the arc welding process by increasing the relative penetration depth with increasing arc power density at the heating spot and weld quality by introducing ultrasonic vibrations into the weld pool.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что при сварке импульсной дугой дугу питают импульсами тока с общей длительностью 4- 20 мкс и частотой 15- 20 кГц, при этом дугу формируют синхронным зажиганием двух или более дуг от параллельных электродов, расположенных в углах равностороннего многоугольника.The goal is achieved in that when welding with a pulsed arc, the arc is fed with current pulses with a total duration of 4-20 μs and a frequency of 15-20 kHz, while the arc is formed by synchronous ignition of two or more arcs from parallel electrodes located at the corners of an equilateral polygon.

Производительность процесса дуговой сварки может быть увеличена за счет р да факторов. Например, при увеличении тока дуги увеличиваетс  глубина проплавлени  и масса расплава. Увеличение плотности тока в п тне нагрева вызываетувеличение давлени  и как следствие увеличение глубины проплавлени . Увеличение напр жени  приэлектродных областей за счет изменени  состава защитного газа, приводит к увеличению мощности дуги и следовательно, производительности. Сварка короткой дугой уменьшает блуждание активных п тен иThe productivity of the arc welding process can be increased by a number of factors. For example, as the arc current increases, the penetration depth and the mass of the melt increase. An increase in the current density in the heating spot causes an increase in pressure and, as a consequence, an increase in the penetration depth. An increase in the voltage of the near-electrode regions due to a change in the composition of the shielding gas leads to an increase in arc power and, consequently, productivity. Short arc welding reduces wandering of active spots and

слcl

сwith

х| ооx | oo

юYu

ю VIwu vi

повышает глубину проплавлени . Введение ультразвука в сварочную ванну повышает жидкотекучесть расплава, а за счет этого и производительность. Плотность тока в п тне нагрева можно повысить путем введени  динамических режимов работы, т.е. питанием дуги импульсами тока. Как показано в результатах исследовани  искрового разр да (2), диаметр канала, плотность тока и градиент напр жени  св заны с временем, прошедшим после пробо  следующим образом:increases the depth of penetration. The introduction of ultrasound into the weld pool increases the fluidity of the melt, and thereby productivity. The current density in the heating spot can be increased by introducing dynamic modes of operation, i.e. arc supply by current pulses. As shown in the results of the study of spark discharge (2), the channel diameter, current density and voltage gradient are related to the time elapsed after the breakdown as follows:

Врем  послеTime after

пробо  газа (мкс) 0,50 2,00 8,00 Диаметр канала (см) 0,11 0,19 0,29 . Плотность токаgas sample (μs) 0.50 2.00 8.00 Channel diameter (cm) 0.11 0.19 0.29. Current density

(кА/см )29,00 7,80 2,40(kA / cm) 29.00 7.80 2.40

Градиент напр жени  (В/см)125,00 60,00 30,00 Ток дуги 250 А измен лс  на 1/2 за 10 мксVoltage gradient (V / cm) 125.00 60.00 30.00 Arc current 250 A changed by 1/2 in 10 μs

(2)(2)

При зажигании, например двух высокочастотных импульсных дуг, расположенных р дом друг с другом и параллельно друг другу, происходит их взаимодействие.When igniting, for example, two high-frequency pulsed arcs located adjacent to each other and parallel to each other, they interact.

Это взаимодействие имеет электромагнитную основу, т е. за счет двух индуцированных магнитных полей от токов обоих дуг.This interaction has an electromagnetic basis, i.e., due to two induced magnetic fields from the currents of both arcs.

Давление, которое стремитс  сблизить эти дуги друг с другом, определ етс  по формуле:The pressure that tends to bring these arcs closer to each other is determined by the formula:

MjjMjj

P .P.

8п 4п 4п8p 4p 4p

где Р - давление, Н - напр женность магнитного пол , I - ток импульса дуги, J - плотность тока дуги, х - рассто ние между дугами Из формулы (1) следует, что сжатие (давление) пр мопропорционально квадрату напр женности магнитного пол , квадрату тока, плотности тока и обратно пропорционально квадрату рассто ни  между электродами При числе дуг более двух эффект увеличени  силы сжати  определ етс  геометрическим сложением действующих сил. В общем случае сила сжати  при числе электродов более двух пропорци- она льно числу электродов.where P is the pressure, H is the magnetic field strength, I is the arc pulse current, J is the arc current density, x is the distance between the arcs From formula (1) it follows that the compression (pressure) is proportional to the square of the magnetic field strength, squared current, current density and inversely proportional to the square of the distance between the electrodes When the number of arcs is more than two, the effect of increasing the compression force is determined by the geometric addition of the acting forces. In general, the compression force with the number of electrodes is more than two is proportional to the number of electrodes.

Из сравнени  предлагаемого способа с rtpfrro™nOM можно выделить следующие отличительные признаки: формирование столба4 дуги из нескольких (более одной) высокочастотных импульсных параллельных дут , расположение дуг в углах равносто- ронн его многоугольника, использование собственного магнитного пол  дуг дл  сжати  общего столба дуги, синхронизированные импульсы дуг совпадающей пр мой и обратной пол рности общей длительностьюThe following distinctive features can be distinguished from a comparison of the proposed method with rtpfrro ™ nOM: the formation of a column4 of an arc from several (more than one) high-frequency pulsed parallel arcs, the arrangement of arcs in the corners of the equilateral of its polygon, the use of its own magnetic field of arcs to compress the common arc column, synchronized arc pulses of matching forward and reverse polarity total duration

4-20 мкс, частотой 15-25 кГц, которые соответствуют критерию существенные отличи . Аналоги, обладающие одним из этих признаков, отсутствуют, следовательно,4-20 μs, frequency 15-25 kHz, which meet the criterion of significant differences. Analogues with one of these signs are absent, therefore,

указанные выше признаки удовлетвор ют критерию новизна.the above features satisfy the novelty criterion.

Некоторые варианты технологических схем реализации способа показаны на фиг. 1, 2, 3, где обозначено. 1 - неплав щиес Some process flow diagrams of the method are shown in FIG. 1, 2, 3, where indicated. 1 - non-floating

электроды, 2 - общее п тно нагрева на изделии при горении нескольких высокочастотных импульсных дуг, 3 - п тно нагрева от действи  электрической дуги посто нного тока равной мощности, 4 - плав щийс electrodes, 2 - the total spot of heating on the product during the burning of several high-frequency pulse arcs, 3 - the spot of heating from the action of an electric arc of a constant current of equal power, 4 - melting

Электрод или лазерный лучElectrode or laser beam

Технологические схемы состо т из электродов 1, с которых зажигают высокочастотные синхронизированные импульсные дуги. При взаимодействии собственных магнитных полей каждой гор щей дуги последние прит гиваютс  друг к другу и на изделии образуетс  п тно нагрева 1-.Technological circuits consist of electrodes 1, from which high-frequency synchronized pulsed arcs are ignited. When the intrinsic magnetic fields of each burning arc interact, the latter are attracted to each other and a spot of heating 1- forms on the product.

В зависимости от числа дуг п тно нагрева измен етс  по площади и по форме Дл Depending on the number of arcs, the spot of heating varies in area and in shape.

сравнени  на всех фигурах показано в виде окружности 3 п тно нагрева от дуги посто нного тока с равной мощностью При сварке плав щимс  электродом может быть технологическа  схема фиг, 1, когда обаthe comparison in all the figures is shown in the form of a circle 3 spot of heating from a DC arc with equal power. When welding with a consumable electrode, there can be a flow chart of FIG. 1, when both

электрода плав щиес  или с одним плав щимс  электродом 4, расположенным между электродами по центру. Аналогично реализуютс  технологические схемы комбинированной лазерно-дуговой сварки, когдаthe melting electrode or with one melting electrode 4 located in the center between the electrodes. Similarly, technological schemes of combined laser-arc welding are implemented when

лазер подаетс  по центру и между так же, как плав щийс  электрод 4the laser is fed in the center and between the same as the melting electrode 4

Экспериментальна  проверка способа осуществл лась на опытной установке, состо  щей из 4-х источников посто нного тока типа ВДУ-504 и блока из 4-х высокочастотных транзисторных ключей. Ключи реализованы каждый на 30 транзисторах типа КТ825. Ключи давали импульсы длительностью от 2 до 30 мкс и частоту от 5 до 30 кГц пр мой и обратной пол рности. Выходное напр жение устанавливалось на источниках ВДУ-504. В качестве горелки использовались два, три, четыре вольфрамовыхAn experimental verification of the method was carried out on a pilot installation consisting of 4 DC sources of the VDU-504 type and a block of 4 high-frequency transistor switches. The keys are each implemented on 30 transistors KT825. The keys gave pulses with a duration of 2 to 30 μs and a frequency of 5 to 30 kHz forward and reverse polarity. The output voltage was set at VDU-504 sources. As a burner, two, three, four tungsten were used

электрода диаметром 3 мм, установленных вокруг керамической трубки диаметром б мм и закрепленных керамическими прокладками . В трубку подавалс  аргон. Как показали исследовани , давление, создаваемое одиночной импульсной дугой на отверстии у анода диаметром 0,5 мм при длительности импульса 5 мкс, частоте 20 кГц и среднем токе 80 А, равно 600 Паскал м, что в шесть раза больше, чем от дуги посто нного тока 80 А, равного 100 Паскалей,an electrode with a diameter of 3 mm installed around a ceramic tube with a diameter of b mm and fixed with ceramic gaskets. Argon was introduced into the tube. Studies have shown that the pressure created by a single pulsed arc at the hole at the anode with a diameter of 0.5 mm with a pulse duration of 5 μs, a frequency of 20 kHz, and an average current of 80 A is 600 Pascal m, which is six times more than from a constant arc current of 80 A, equal to 100 Pascals,

Экспериментально полученные плотности мощности в п тне нагрева достигали 10е Вт/см , давление на отверстии у анода диаметром 0,5 мм при длительности импульсов пр мой пол рности 4 мкс и 10 мкс обратной пол рности с частотой 20 кГц и токах с каждого из четырех электродов 20 А составила 4600 Паскалей. Относительна  глубина проплавлени  на основе АМГ-б составила 4-6. скорость сварки достигала до 120-200 м/час.The experimentally obtained power densities in the heating spot reached 10 e W / cm, the pressure at the hole at the anode with a diameter of 0.5 mm with a pulse duration of direct polarity of 4 μs and 10 μs of reverse polarity with a frequency of 20 kHz and currents from each of the four electrodes 20 A was 4600 Pascals. The relative penetration depth based on AMG-b was 4-6. welding speed reached up to 120-200 m / h.

Эффективность способа про вл етс  наиболее сильно при применении двухэлек- тродных технологических схем в ручном ведении процесса, трехэлектродных в механизированных процессах, и четырех- иThe effectiveness of the method is most pronounced when applying two-electrode technological schemes in manual process control, three-electrode in mechanized processes, and four- and

00

55

более электродные схемы в роботозирован- ных производствах.more electrode circuits in robotic production.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ сварки импульсной дугой, при котором дугу питают импульсами тока с общей длительностью 4-20 мкс и частотой 15- 20 кГц, отл и чающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и качества сварки путем повышени  концентрации ввода энергии дуги в изделие за счет сжати  дуги собственным магнитным полем, дугу формируют синхронным зажиганием двух или более дуг от параллельных электродов, расположенных в углах равностороннего многоугольника.SUMMARY OF THE INVENTION A method for welding with a pulsed arc, in which the arc is supplied with current pulses with a total duration of 4-20 μs and a frequency of 15-20 kHz, characterized in that, in order to increase the productivity and quality of welding by increasing the concentration of input of arc energy into the product beyond due to compression of the arc by its own magnetic field, the arc is formed by synchronous ignition of two or more arcs from parallel electrodes located at the corners of an equilateral polygon. .5.5
SU894665868A 1989-01-18 1989-01-18 Method for welding by pulsating arc RU1782197C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894665868A RU1782197C (en) 1989-01-18 1989-01-18 Method for welding by pulsating arc

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894665868A RU1782197C (en) 1989-01-18 1989-01-18 Method for welding by pulsating arc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1782197C true RU1782197C (en) 1992-12-15

Family

ID=21435768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894665868A RU1782197C (en) 1989-01-18 1989-01-18 Method for welding by pulsating arc

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1782197C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Тефанов В.Н. Исследование и разработка методов повышени производительности высокочастотной импульсной дуговой сварки. Дисс. канд. техн. наук 05.09.05 защ. 25.12.88, утв. 05.89 Л., ЛПИ, 1988 г. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3214563A (en) Electrical drilling
HUT68306A (en) A plasma torch for chemical processes
RU94030807A (en) PLASMA BURNER
JPS6253263B2 (en)
DK161748C (en) APPARATUS FOR CONTROLING A PLASMA WAVE OR PLASMA MACHINE BURNER WITH SHORT CIRCUIT
Zhixin et al. Ultrasonic vibration pulse electro-discharge machining of holes in engineering ceramics
US5107510A (en) Apparatus and method for burst-mode operation of a pulsed laser
SU1391509A3 (en) Method of firing assembled unit of electron gun in pumped out cathode-ray tube
RU1782197C (en) Method for welding by pulsating arc
CA2695902C (en) Cathode assembly and method for pulsed plasma generation
DE3369263D1 (en) Method and apparatus for metal arc welding
GB1437976A (en) Striking of an arc between cathode and anode in a reactor for the production of hydrocarbons
RU2653027C1 (en) Method for arc welding with two electrodes
AU1282000A (en) Improved welding apparatus and method
JPH03234365A (en) Device for supplying ac square wave welding power source for arc welding
RU2061286C1 (en) Method of and device for producing electric discharge
ATE110515T1 (en) PLASMA TORCH WITH ELECTROMAGNETIC COIL TO ROTATE THE ARC.
RU2271266C2 (en) Gas-shield electric arc welding process with use of non-consumable electrode
RU203340U1 (en) Controlled gas-filled arrester
SU1308165A1 (en) Method of producing plasma
RU2053105C1 (en) Process of surface hardening of steel articles
RU2068305C1 (en) Method and apparatus for electric-arc treatment of products
SU1632670A1 (en) Method of plasma treatment
KR860001592B1 (en) Breakdown method of dielectric for arc welding
RU2145645C1 (en) Method of electric arc treatment of surfaces of metal articles and plant for realization of this method