RU2670828C1 - Способ автоматической сварки плавлением - Google Patents
Способ автоматической сварки плавлением Download PDFInfo
- Publication number
- RU2670828C1 RU2670828C1 RU2016125032A RU2016125032A RU2670828C1 RU 2670828 C1 RU2670828 C1 RU 2670828C1 RU 2016125032 A RU2016125032 A RU 2016125032A RU 2016125032 A RU2016125032 A RU 2016125032A RU 2670828 C1 RU2670828 C1 RU 2670828C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- heating
- welded
- source
- inductor
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002844 melting Methods 0.000 title 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 title 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/32—Accessories
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при дуговой сварке с подогревом преимущественно тонколистовых конструкций из сталей, склонных к закалке. Способ включает местный подогрев свариваемых деталей посредством индукционного источника нагрева, в качестве которого используют многовитковый индуктор с сердечником высокой магнитной проницаемости, который располагают на сварочной горелке из немагнитного материала соосно ей. Использование изобретения позволяет повысить качество сварных соединений и снизить энергозатраты для подогрева. 6 ил.
Description
Изобретение относится к сварке плавлением, в частности к способам дуговой сварки с подогревом преимущественно тонколистовых конструкций из сталей, склонных к закалке.
Известно, что подогрев при сварке снижает временные и остаточные напряжения и деформации, оказывает положительное влияние на структуру и механические свойства сварных соединений, снижает склонность к образованию трещин и охрупчиванию сварных соединений сплавов (сталей), склонных к закалке (при воздействии на них термического цикла сварки).
Известны следующие способы сварки, реализующие подогрев за счет введения в изделие токов промышленной частоты, использования электроконтактных, радиационных и газопламенных нагревателей [1]. К недостаткам вышеперечисленных источников тепла для подогрева следует отнести низкие скорости, неравномерность нагрева и повышенные энергозатраты.
Наиболее близкий к заявляемому изобретению по технической сущности (прототипом) является патент на полезную модель [2], в котором модель осуществляется посредством механизированного устройства, снабженного газоплазменной горелкой.
Этот способ предварительного подогрева осуществляется движущимся механизированным нагревательным устройством, которое имеет собственный механизм перемещения, располагается перед сварочным источником тепла и перемещается синхронно со сварочным источником, обеспечивая подогрев со стороны свариваемого изделия, обратной действию сварочного источника нагрева. Это изобретение позволяет повысить качество сварки за счет снижения остаточных деформаций (грибовидности балок) до допустимого уровня.
Недостатками данного способа являются:
1. Низкая эффективность газоплазменного нагрева, обусловленная значительными потерями тепла из-за теплообмена газового пламени с окружающей средой и конвективным характером передачи тепла газового пламени подогреваемому металлу.
2. Подогрев свариваемых деталей осуществляется со стороны обратной действию сварочного источника, что ограничивает технологические возможности метода. Например, при сварке тонкостенных труб малого диаметра.
3. Реализация способа подогрева требует применения достаточно сложного устройства с дополнительным приводом для перемещения нагревательного устройства.
Задачей изобретения является повышение качества сварных соединений и снижение энергозатрат для подогрева.
Задача достигается тем, что для подогрева используется тепло генерируемое непосредственно в свариваемых деталях токами высокой частоты (20-100 кГц), что позволяет в широких пределах экономно и целенаправленно регулировать параметры термического цикла сварки.
На чертеже представлена схема размещения индукторов для дополнительного высокочастотного индукционного подогрева (фиг. 1). Термические циклы аргонодуговой сварки стальных пластин размером 10×20×4 мм (фиг. 2) и 10×20×13 мм (фиг. 3) с сопутствующим подогревом и без такого. Цвета побежалости при аргонодуговой сварке стали толщиной 3 мм (фиг. 4), 6 мм (фиг. 5) и 13 мм (фиг. 6) с сопутствующим подогревом и без такого.
Схема (фиг. 1) состоит из трех водоохлождаемых индукторов 1, 2, 3, которые жестко связаны и синхронно перемещаются со сварочной горелкой 4. Причем каждый индуктор имеет свой источник питания 5, 6, 7, отдельно от источника питания сварки 8. Горелка изготовлена из немагнитного материала. Между индуктором и горелкой установлен сердечник 9, высокой магнитной проницаемости, который предотвращает прохождения электромагнитных полей через горелку, не нагревая ее.
Предлагаемый способ подогрева может использоваться в качестве предварительного, сопутствующего и послесварочного подогрева, который осуществляется следующим образом. Местный подогрев свариваемой поверхности происходит за счет введения в зону сварки токов высокой частоты, исходящих от индуктора. Частота следования импульсов высокочастотного электромагнитного поля составляет 20-100 кГц. При указанной частоте обеспечивается необходимый подогрев свариваемых поверхностей. В случае только предварительного подогрева в процессе сварки работает индуктор, который располагается перед сварочным источником тепла. При сопутствующем подогреве в процессе сварки работает индуктор, соосно-расположенный со сварочным источником тепла. А при послесварочном подогреве работает индуктор, который располагается позади сварочного источника тепла, тем самым предоставляется возможным регулировать температурой остывания сварного шва. Каждый из указанных индукторов имеет свой источник питания. Для осуществления всех указанных подогревов в процессе сварки, работают все три индуктора одновременно и движутся синхронно со сварочным источником тепла.
Термические циклы свободно горящей дуги аргонодуговой сварки с использованием местного источника подогрева и без такого для пластин размером 10×20×4 мми10×20×13 мм. (фиг. 2, 3). Сварку осуществляют на установке для автоматической сварки на постоянном токе обратной полярности на режиме: сила сварочного тока 98 А и 123 А, скорость сварки 5,81 и 5 м/ч, диаметр неплавящегося электрода 2,4 мм, расход газа - 6 и 5 л/мин соответственно для пластин. Индуктор закрепляют соосно на сварочной горелке. Параметры индукционной установки составляют: потребляемая электрическая мощность 1500 Вт, частота электромагнитного поля 80 и 60 кГц соответственно. На графиках ряд 1 представляет собой термический цикл сварки с местным подогревом, ряд 2 - термический цикл сварки без местного подогрева, а ряд 3 - подогрев от индуктора без сварки.
Цвета побежалости свободно горящей дуги аргонодуговой сварки с местным источником подогрева и без такого для пластин толщиной 3, 6 и 13 мм. (фиг. 4, 5, 6). Сварку выполняют на установки автоматической сварки на постоянном токе обратной полярности. Параметры режима сварки: сила сварочного тока 101 А, скорость сварки 5,92 м/ч, диаметр неплавящегося электрода 2,4 мм, расход аргона - 5 л/мин. Индуктор закрепляют соосно на сварочной горелке. Параметры индукционной установки: потребляемая электрическая мощность 1500 Вт, частота электромагнитного поля 80, 75 и 60 кГц соответственно для пластин.
Эксперименты проводились по сварке с высокочастотным индукционным подогревом в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете.
Источники информации:
1. Смирнов И. В. «Сварка специальных сталей и сплавов»: Учебное пособие, 2-е изд., испр. и доп. - СПб.: Издательство «Лань», 2012. - 272 с.: ил. - (Учебники для вузов. Специальная литература).
2. Патент на полезную модель №55661 от 17.03.2006 г., МПК B23K 9/00 «Стенд для сварки балок».
Claims (1)
- Способ автоматической дуговой сварки плавлением, включающий местный подогрев свариваемых деталей посредством индукционного источника нагрева, отличающийся тем, что в качестве упомянутого индукционного источника используют многовитковый индуктор с сердечником высокой магнитной проницаемости, который располагают на сварочной горелке из немагнитного материала соосно ей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016125032A RU2670828C9 (ru) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Способ автоматической сварки плавлением |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016125032A RU2670828C9 (ru) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Способ автоматической сварки плавлением |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016125032A RU2016125032A (ru) | 2017-12-28 |
| RU2670828C1 true RU2670828C1 (ru) | 2018-10-25 |
| RU2670828C9 RU2670828C9 (ru) | 2018-11-29 |
Family
ID=60965136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016125032A RU2670828C9 (ru) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Способ автоматической сварки плавлением |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2670828C9 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265701B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-07-24 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for inductive preheating and welding along a weld path |
| CN101468419A (zh) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | 南京理工大学 | 感应与电弧复合热源螺柱焊接方法 |
| CN201792078U (zh) * | 2010-09-02 | 2011-04-13 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 随焊电磁感应加热控制焊接热裂纹的装置 |
| US20140008354A1 (en) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | Lincoln Global, Inc. | Method and system of using induction heating to heat consumable during hot wire process |
| RU2545974C2 (ru) * | 2010-05-21 | 2015-04-10 | Иллинойс Тул Воркс Инк. | Система сварки, содержащая систему индукционного нагрева, система индукционного нагрева и способ нагрева обрабатываемой сваркой или резанием детали |
-
2016
- 2016-06-22 RU RU2016125032A patent/RU2670828C9/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6265701B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-07-24 | Illinois Tool Works Inc. | Method and apparatus for inductive preheating and welding along a weld path |
| CN101468419A (zh) * | 2007-12-28 | 2009-07-01 | 南京理工大学 | 感应与电弧复合热源螺柱焊接方法 |
| RU2545974C2 (ru) * | 2010-05-21 | 2015-04-10 | Иллинойс Тул Воркс Инк. | Система сварки, содержащая систему индукционного нагрева, система индукционного нагрева и способ нагрева обрабатываемой сваркой или резанием детали |
| CN201792078U (zh) * | 2010-09-02 | 2011-04-13 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 随焊电磁感应加热控制焊接热裂纹的装置 |
| US20140008354A1 (en) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | Lincoln Global, Inc. | Method and system of using induction heating to heat consumable during hot wire process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016125032A (ru) | 2017-12-28 |
| RU2670828C9 (ru) | 2018-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2545974C2 (ru) | Система сварки, содержащая систему индукционного нагрева, система индукционного нагрева и способ нагрева обрабатываемой сваркой или резанием детали | |
| CN102233500B (zh) | 一种用于大型管板拼焊和热处理中控制变形的工艺 | |
| CN103252589A (zh) | 用于厚板高强或超高强钢拼焊的激光-mag复合焊接方法 | |
| CN103769746B (zh) | 一种脉冲强磁场辅助激光焊接方法与设备 | |
| US20120107644A1 (en) | Localized Induction Heating For Residual Stress Optimization | |
| Arif et al. | Alternating current-gas metal arc welding for application to thick plates | |
| CN101786213B (zh) | 基于电磁感应加热在焊接过程实现控制冷裂纹产生的方法 | |
| CN102380688A (zh) | 随焊电磁感应加热控制焊接热裂纹的方法和装置 | |
| CN105798462A (zh) | 一种利用激光-mag复合热源的焊接方法 | |
| Vendan et al. | Magnetically impelled arc butt welding of alloy steel tubes in boilers–establishment of parameter window | |
| Miao et al. | Effects of bypass current on arc characteristics and metal transfer behaviour during MIG–TIG double sided arc welding | |
| CN103111734A (zh) | 改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置 | |
| KR20090074783A (ko) | 용접부를 열처리하는 방법 및 장치 | |
| CN113102891B (zh) | 一种外加磁场抑制铝合金激光-mig复合焊接塌陷的方法及装置 | |
| RU2670828C1 (ru) | Способ автоматической сварки плавлением | |
| RU2653396C1 (ru) | Способ изготовления тавровой балки лазерным лучом | |
| CN204094301U (zh) | 制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头 | |
| CN105195873B (zh) | 一种船体结构用钢立角接焊接方法 | |
| RU2555701C1 (ru) | Способ лазерно-плазменной сварки металлов и устройство для его осуществления | |
| CN104694918A (zh) | 一种金属陶瓷复合涂层的激光熔覆的新方法 | |
| CN113319430A (zh) | 一种磁场辅助多级氩弧与激光中心耦合共熔池焊接装置 | |
| CN102513661A (zh) | 海洋工程升降桩腿药芯焊丝co2气体保护焊方法 | |
| Jones | Hybrid induction arc welding reduces weld distortion and boosts productivity | |
| CN105710542A (zh) | 一种避免中高碳钢复合焊接裂纹生成的方法 | |
| CN214769558U (zh) | 快速感应加热器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200623 |