RU2008153C1

RU2008153C1 - Process of arc welding in atmosphere of shielding gases

Info

Publication number: RU2008153C1
Authority: RU
Inventors: О.М. Новиков; В.И. Кулик; В.О. Токарев; Ю.Л. Яровинский; Н.С. Барабохин; П.П. Шейко
Original assignee: Научно-производственное объединение "Техномаш"
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: welding. SUBSTANCE: in process of arc welding in atmosphere of shielding gases several gases or their mixtures with different ionization potentials are fed by pulses. Burst pf pulses is superimposed on welding current during transition period of change of composition of gases or of their mixtures. Frequency of current pulses exceeds at least 4 times frequency of gas feed. EFFECT: improved welding efficiency. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в различных отраслях промышленности при дуговой сварке в среде защитных газов. The invention relates to welding production and can be used in various industries for arc welding in a protective gas environment.

Известен способ дуговой сварки в защитных газах плавящимся электродом, при котором на основной сварочный ток непрерывно горящей дуги накладывают кратковременные импульсы тока, под воздействием которых происходит ускорение плавления электрода, формирование и отрыв капель металла [1] . A known method of arc welding in shielding gases by a consumable electrode, in which short-term current pulses are applied to the main welding current of a continuously burning arc, under the influence of which acceleration of the melting of the electrode, the formation and separation of metal drops [1].

Однако этот способ не обеспечивает возможность регулирования процесса проплавления основного металла и формирование шва. However, this method does not provide the ability to control the process of penetration of the base metal and the formation of the seam.

Известен способ дуговой сварки в среде защитных газов, при котором несколько газов или их смесей подают импульсами, при этом в каждом последующем импульсе используют газы или смеси, отличающиеся потенциалом ионизации не менее чем на 20% от газа или смеси предыдущего импульса [2] . A known method of arc welding in a protective gas environment, in which several gases or mixtures thereof are supplied by pulses, with each subsequent pulse using gases or mixtures differing in the ionization potential of not less than 20% of the gas or mixture of the previous pulse [2].

Способ расширяет технологические возможности дуговой сварки в защитных газах путем улучшения условий кристаллизации сварочной ванны, но не устраняет в достаточной степени дефекты при сварке цветных сплавов и сталей. В сварных швах алюминиевых и магниевых сплавов наблюдаются поры и окисные включения, а при сварке сталей плавящимся электродом - разбрызгивание металла. The method extends the technological capabilities of arc welding in shielding gases by improving the crystallization conditions of the weld pool, but does not sufficiently eliminate defects in the welding of non-ferrous alloys and steels. In the welds of aluminum and magnesium alloys, pores and oxide inclusions are observed, and when welding steel with a consumable electrode, metal spraying is observed.

Задачей изобретения является повышение качества сварных швов. The objective of the invention is to improve the quality of welds.

Это достигается тем, что при дуговой сварке в среде защитных газов, когда несколько газов или их смесей, имеющих различные потенциалы ионизации, подают импульсами, в переходный период изменения состава газов или их смесей на сварочный ток накладывают пакет импульсов, частота которых превышает частоту импульсов подачи газов не менее чем в 4 раза. This is achieved by the fact that during arc welding in a shielding gas medium, when several gases or their mixtures having different ionization potentials are supplied by pulses, during the transition period of changing the composition of gases or their mixtures a pulse train is applied to the welding current, the frequency of which exceeds the frequency of the supply pulses gases at least 4 times.

Это позволяет повысить стабильность горения дуги, ее проплавляющую способность, что приведет к повышению качества сварных швов. This makes it possible to increase the stability of arc burning, its penetrating ability, which will lead to an increase in the quality of welds.

На чертеже представлена циклограмма процесса дуговой сварки в среде защитных газов. The drawing shows a cyclogram of the process of arc welding in a protective gas environment.

Сущность способа состоит в следующем. The essence of the method is as follows.

Сварку выполняют в среде защитных газов с использованием плавящегося или неплавящегося электрода. В процессе сварки в зону дуги подают импульсами несколько газов или их смесей, имеющих разные потенциалы ионизации (например, аргон и гелий). Welding is performed in a shielding gas environment using a consumable or non-consumable electrode. During welding, several gases or their mixtures having different ionization potentials (for example, argon and helium) are supplied to the arc zone by pulses.

В связи с тем, что в реальных условиях произвести мгновенное 100% -ное изменение состава газовой среды в дуговом промежутке невозможно, такое изменение происходит в течение отрезка времени, который называется переходным периодом изменения состава газа. В этот период дуга горит в смеси из используемых газов, в которой содержание каждого из газов изменяется от 0 до 100% , и наоборот. Расход газов в переходный период увеличивается за счет сложения расходов каждого из используемых газов. Due to the fact that in real conditions it is impossible to make an instant 100% change in the composition of the gaseous medium in the arc gap, such a change occurs over a period of time called the transition period of the change in the composition of the gas. During this period, the arc burns in a mixture of the gases used, in which the content of each of the gases varies from 0 to 100%, and vice versa. The consumption of gases during the transition period increases due to the addition of the costs of each of the gases used.

В переходный период изменения состава газов на сварочный ток накладывают пакет импульсов. При этом частота импульсов тока превышает частоту импульсов подачи газов не менее чем в 4 раза. In the transition period, changes in the composition of the gases impose a pulse packet on the welding current. In this case, the frequency of current pulses exceeds the frequency of gas supply pulses by at least 4 times.

Наложение пакета импульсов тока позволяет стабилизировать процесс сварки в переходный период, улучшает перенос электродного металла, повышает газодинамическое воздействие дуги на сварочную ванну, что способствует ее дегазации, удалению окисных плен и улучшает условия кристаллизации. Оптимальная частота импульсов тока связана с частотой импульсов подачи газов, так как при изменении состава газовой среды меняются энергетические параметры дуги, а импульсы тока, подаваемые в переходный период, позволяют оказывать дополнительное воздействие на дугу. The imposition of a package of current pulses allows you to stabilize the welding process during the transition period, improves the transfer of electrode metal, increases the gas-dynamic effect of the arc on the weld pool, which contributes to its degassing, removal of oxide captures and improves crystallization conditions. The optimal frequency of current pulses is related to the frequency of gas supply pulses, since when the composition of the gas medium changes, the energy parameters of the arc change, and the current pulses supplied during the transition period allow an additional effect on the arc.

При частоте импульсов тока, превышающей частоту импульсов подачи газов меньше, чем в 4 раза не обеспечивается достаточное газодинамическое воздействие на перенос электродного металла и на перемешивание сварочной ванны, что ведет к ухудшению качества. When the frequency of current pulses exceeding the frequency of the gas supply pulses is less than 4 times, a sufficient gas-dynamic effect on the transfer of electrode metal and on the mixing of the weld pool is not ensured, which leads to a deterioration in quality.

П р и м е р 1. Выполняли сварку образцов из стали ВНС-25 толщиной 1,0 мм. Сварка осуществлялась неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона и гелия, которые подавали поочередно с помощью специального устройства. В качестве источника использовали ВСВУ-315 с импульсным регулятором тока. Ток сварки составлял 110-120 А, скорость - 12 м/ч. В процессе сварки на ток накладывали пакеты импульсов различной частоты, синхронизированные с моментами изменения состава газовой среды. PRI me R 1. Welded samples of steel VNS-25 with a thickness of 1.0 mm Welding was carried out by a non-consumable tungsten electrode in an argon and helium medium, which were supplied alternately using a special device. VSVU-315 with a pulse current regulator was used as a source. The welding current was 110-120 A, the speed was 12 m / h. In the process of welding, impulse packets of various frequencies were applied to the current, synchronized with the moments of change in the composition of the gaseous medium.

Результаты приведены в таблице. The results are shown in the table.

П р и м е р 2. Выполняли сварку постоянной дугой, горящей с плавящегося электрода, образцов из алюминиевого сплава 1201 толщиной 50 мм. В качестве электрода использовалась проволока того же состава диаметром 2,0 мм. Сварку осуществляли в среде аргона и гелия, которые подавали поочередно, в качестве источника питания использовался ВДУ-504 с импульсным регулятором тока. Ток сварки составлял 180-190 А, скорость сварки 25 м/ч. В процессе сварки на ток накладывали пакеты импульсов различной частоты, синхронизированные с моментами изменения состава газовой среды. PRI me R 2. Welding was performed by a constant arc burning from a consumable electrode, samples of aluminum alloy 1201 50 mm thick. A wire of the same composition with a diameter of 2.0 mm was used as an electrode. Welding was carried out in an argon and helium medium, which were supplied alternately; VDU-504 with a pulse current regulator was used as a power source. The welding current was 180-190 A, the welding speed was 25 m / h. In the process of welding, impulse packets of various frequencies were applied to the current, synchronized with the moments of change in the composition of the gaseous medium.

Результаты сварки приведены в таблице. The welding results are shown in the table.

Способ позволяет повысить стабильность горения дуги и ее проплавляющую способность. (56) Сварка в машиностроении. Под редакцией Ольшанского Н. А. т. 1, 1978, с. 250. The method improves the stability of the burning of the arc and its penetrating ability. (56) Welding in mechanical engineering. Edited by N. Olshansky, vol. 1, 1978, p. 250.

Авторское свидетельство СССР N 1558604, кл. В 23 К 9/16, 1987. USSR author's certificate N 1558604, cl. B 23 K 9/16, 1987.

Claims

METHOD OF ARC WELDING IN THE ENVIRONMENT OF PROTECTIVE GASES, in which the composition of the supplied gases or their mixtures having different ionization potentials is changed and supplied by pulses, characterized in that during the transition period of changing the composition of gases, a packet of current pulses are applied to the welding current, the frequency of which exceeds the frequency pulses of gas supply at least 4 times.