SU1042934A1

SU1042934A1 - Method of controlling electric slag welding process

Info

Publication number: SU1042934A1
Application number: SU823442053A
Authority: SU
Inventors: Олег Петрович Бондаренко; Николай Васильевич Подола; Игорь Иванович Сущук-Слюсаренко; Василий Юрьевич Поповский; Сергей Михайлович Звездин; Евгений Алексеевич Кириллов; Евгений Сергеевич Ерыпалов
Original assignee: Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1982-05-21
Publication date: 1983-09-23

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОШЛАКОВ.ОЙ СВАРКИ , при котором подвод т к шлаковой ванне ток, подают на зеркало ванны шлак и раскислители, подают электродные проволоки , измер ют падение напр жени на шлаковой ванне и сварочный ток, вычисл ют сопротивление шлаковой ванны в межэлектродном промежутке, сравнивают его с заданным и выдел ют сигнал рассогласовани , отличающийс тем, что, с целью стабилизации качества сварного соединени путем стабилизации вводимой мош,ности и условий рафинировани металла , рассогласование устран ют изменением подачи на зеркало ванны компоHeHtoB шлака, вли юших на электропроводность шлаковой ванны при неизменном объеме общего количества шлака и раскислителей .THE METHOD FOR CONTROLLING THE ELECTRIC SLAG PROCESS, in which current is supplied to the slag bath, slag and deoxidizers are supplied to the bath mirror, electrode wires are supplied, the voltage drop on the slag bath and the welding current are measured, the slag bath resistance in the interelectrode gap is calculated comparing it with the set one and isolating the error signal, characterized in that, in order to stabilize the quality of the welded joint by stabilizing the input power, metal refining conditions, the error is eliminated changing feed onto the bath kompoHeHtoB slag yushih effect on the electrical conductivity of the slag bath at a constant volume of the total amount of reductants and slag.

Description

Изобретение предназначено дл использовани в сварочном производстве, в частности , при электрошлаковой сварке (ЭШС) прот женных пр молинейных и кольцевых швов в установках, оборудованных дозаторами шлака и раскислителей.The invention is intended for use in welding production, in particular, in electroslag welding (ESW) of extended straight and ring welds in installations equipped with slag dispensers and deoxidizers.

Известен способ управлени дозированием присадочных материалов при электрошлаковой сварке, который заключаетс в подаче присадочных материалов на зеркало шлаковой ванны из дозаторов, формировании сигнала управлени скоростью подачи присадочных материалов, изменении этой скорости в соответствии со ско .ростью перемеш,ени формируюш,ей накладки по уровню жидкого металла в сварочном зазоре.A known method of controlling the dosing of filler materials during electroslag welding, which consists in supplying filler materials to the slag bath mirror from dispensers, generating a control signal for the feed rate of filler materials, changing this velocity in accordance with the rate of mixing, shaping it over the level of liquid metal in the welding gap.

Данный способ управлени процессом ЭШС позвол ет сохранить посто нный объем шлаковой ванны, обеспечить относительно стабильные услови в сварочном зазоре, улучшить степень рафинировани металла шлаков и в определенной мере достичь повышени качества металла сварного шва 1.This method of controlling the ESW process allows maintaining a constant volume of the slag bath, ensuring relatively stable conditions in the welding gap, improving the degree of metal refining of slags and, to some extent, improving the quality of the weld metal 1.

Однако данный способ управлени процессом ЭШС при сварке прот женных пр молинейных и кольцевых швов (врем сварки до 20-30 ч) обладает сушественным недостатком , заключаюшимс в том, что несмотр на сохранение объема шлаковой ванны путем подачи свежего шлака и раскислителей , электрическое сопротивление шлаковой ванны сушественно измен етс от начала до конца сварки, это происходит из-за избирательной кристаллизации компонентов шлака, их угара, наличи электрохимических реакций взаимодействи шлакового расплава с жидким металлом и т. д. Так, например, экспериментально установлено, что при длительном электрошлаковом процессе (t 16 ч) сопротивление шлаковой системы (шлак АНФ-29) с опиентировочным химсоставом %: 20«/о, СаРг 40, SiOj- S-10, (СаО + + MgO) 30 увеличиваетс от начала до конца процесса в 1,3-1,4 раза. Естественно , увеличение сопротивлени шлаковой ванны приводит к суш,ественному изменению вводимой мошности J Кшл-, изменению глубины погружени электродов в ванну, перераспределение составл юших теплового баланса, и, как следствие, к изменению ширины провара и ухудшению условий рафинировани металла и изменению его химсостава, что снижает техникоэкономические показатели процесса электрошлаковой сварки.However, this method of controlling the ESW process when welding extended rectilinear and circumferential welds (welding time up to 20–30 hours) has a serious drawback in that despite the preservation of the volume of the slag bath by feeding fresh slag and deoxidizers, the electrical resistance of the slag bath varies substantially from the beginning to the end of welding, this is due to the selective crystallization of the slag components, their loss, the presence of electrochemical reactions between the slag melt and the liquid metal, and so on. For example, it has been experimentally established that during a long-term electroslag process (t 16 h) the resistance of the slag system (ANF-29 slag) with the chemical composition of chemical composition%: 20 "/ o, CaRg 40, SiOj-S-10, (CaO + + MgO) 30 increases from the beginning to the end of the process by 1.3-1.4 times. Naturally, an increase in the slag bath resistance leads to sushi, a natural change in the input power J Cshl, a change in the immersion depth of the electrodes in the bath, a redistribution of the thermal balance, and, consequently, a change in the penetration width and deterioration of the metal refining conditions and a change in its chemical composition, which reduces the technical and economic indicators of the process of electroslag welding.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс способ управлени электрошлаковой сварки, состо щий в том, что к шлаковой ванне подают электродные проволоки, подвод т ток, подают на зеркало ванны шлак и р скислители, измер ют падение напр жени на шлаковой ванне и сварочный ток, вычисл ют проводимость шлаковой ванны в межэлектроДном промежутке, сравнивают ее с заданной , выдел ют сигнал рассогласовани и при наличии рассогласовани измен ют скорость подачи проволок с тем, чтобы свести рассогласование к нулю 2.The closest to the invention by its technical nature is the method of controlling electroslag welding, which consists in supplying electrode wires to the slag bath, applying current, passing slag and oxidizing agents to the bath mirror, measuring the voltage drop on the slag bath and welding current, calculate the conductivity of the slag bath in the interelectrode gap, compare it with the set one, extract the error signal and, if there is a mismatch, change the wire feed rate so as to reduce the error to zero 2.

Недостатком известного способа вл етс то, что при таком способе регулировани проводимости межэлектродного промежутка существенно измен етс вводима мощность, что приводит к изменению ширины провара, перераспределению теплового баланса, ухудшению условий рафинировани металла.The disadvantage of this method is that with this method of controlling the conductivity of the interelectrode gap, the input power changes significantly, which leads to a change in the penetration width, redistribution of heat balance, deterioration of the metal refining conditions.

Целью изобретени вл етс стабилизаци качества сварного соединени путем стабилизации вводимой мощности условий рафинировани металла.The aim of the invention is to stabilize the quality of the welded joint by stabilizing the input power of the metal refining conditions.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу управлени процессомThe goal is achieved by the fact that according to the process control method

Q электрошлаковой сварки, состо щему в том, что к шлаковой ванне подвод т ток, подают на зеркало ванны шлак и раскислители , подают электродные проволоки, измер ют падение напр жени на шлаковой ванне и сварочный ток, вычисл ют сопротивление межэлектродного промежутка, сравнивают его с заданным, выдел ют сигнал рассогласовани и измен ют подачу на зеркало ванны компонентов шлака, вли ющих на электропроводность шлаковой ванны при неизменном объеме общего количества шлака и раскислителей, с тем, чтобы свести рассогласование к нулю.Q electroslag welding, consisting in that current is supplied to the slag bath, slag and deoxidizers are supplied to the bath mirror, electrode wires are supplied, the voltage drop on the slag bath and the welding current are measured, the resistance of the electrode gap is calculated, compared to specified, the error signal is extracted and the slag components that influence the electrical conductivity of the slag bath at a constant volume of the total amount of slag and deoxidizing agents are changed in order to reduce the error to zero.

На чертеже представлено устройство, pea лизующее способ управлени процессомThe drawing shows the device, a pea process control method

эшс.ashsh

Устройство содержит электродные проволоки 1, шлаковую ванну 2, сварной шов 3, источник 4 питани , датчик 5 напр жени на шлаковой ванне, датчик 6 сопротивлени шлаковой ванны, датчик 7 тока электродов , блок 8 задани подачи компонентаThe device contains electrode wires 1, slag bath 2, weld 3, power source 4, voltage sensor 5 on the slag bath, slag bath resistance sensor 6, electrode current sensor 7, component supply unit 8

0 шлака, дозатор 9 компонента шлака и блок 10 задержки.0 slag, the dosing unit 9 of the slag component and the delay unit 10.

Управление процессом ЭШС осуществл етс следующим образом.The management of the ESW process is carried out as follows.

После наведени щлаковой ванны 2 в сварочном зазоре током от источника 4After induction of the slag bath 2 in the welding gap with the current from the source 4

5 питани начинают плавитьс электродные проволоки 1 и образовыватьс сварочный шов 3. Датчик 5 напр жени на шлаковой ванне и датчик 7 тока электродов передают информацию в блок 6 измерени сопротивлени , сигнал с выхода которого, про0 пОрциональный реальному электрическому сопротивлению шлаковой ванны 2, сравниваетс в узле сравнени с опорным оптимальным сигналом сопротивлени , после чего разность сигналов через блок подачи дозы компонента поступает на управление дозатором 9. При равенстве реального и заданного сопротивлений шлаковой ванны подача дозы компонента не производитс 4The 5 power supply starts to melt the electrode wires 1 and a welding weld 3 is formed. The voltage sensor 5 on the slag bath and the electrode current sensor 7 transmit information to the resistance measurement unit 6, the output signal of which is equivalent to the real electrical resistance of the slag bath 2 is compared in the node comparison with the reference optimal signal of resistance, after which the difference between the signals through the component dose supply unit enters the control of the metering unit 9. If the real and specified resistances are equal, the slag bath component dose supply is not performed 4

Поскольку установлено, что в процессеЭШС имеетс только одностороннее возмущение по сопротивлению шлака (его увеличение), то из дозатора при наличии рассогласовани сопротивлений .поступает в шлак заданна доза того компонента, который увеличивает электропроводность шлака, тем самым восстанавлива заданное сопротивление шлаковой ванны. В схеме имеетс узел 10 задержки, который закрывает вход блока 8 прсле выдачи очередной дозы компонента на врем , необходимое дл окончани переходного процесса в шлаковой ванне.Since it was found that there is only one-sided perturbation of the slag resistance (its increase) in the ESC process, from the dispenser, if there is a mismatch in the resistances, a given dose of the component that increases the conductivity of the slag enters the slag, thereby restoring the specified resistance of the slag bath. In the circuit, there is a delay unit 10 which closes the input of the unit 8 after the next dose of the component is dispensed for the time required to complete the transition process in the slag bath.

Использование изобретени позволит обеспечить повышение качества сварного соединени путем стабилизации условий рафинировани металла сварного шва и достижение посто нства его химсостава, устранить возмущени , непосредственно вли ющие на качество сварного соединени , ширину провара, снизить брак, повысить технико-экономическую эффективность процесса ЭШС прот женных швов.The use of the invention will allow improving the quality of the welded joint by stabilizing the conditions of refining the weld metal and achieving the constancy of its chemical composition, eliminating disturbances directly affecting the quality of the welded joint, penetration width, reducing the scrap, increasing the technical and economic efficiency of the ESW process of the welded joints.

Claims

METHOD FOR CONTROL THE ELECTRIC SLAG WELDING PROCESS

KI, at which current is supplied to the slag bath, slag and deoxidants are supplied to the bath mirror, electrode wires are fed, voltage drop across the slag bath and welding current are measured, the resistance of the slag bath in the interelectrode gap is calculated, it is compared with the specified one, and a mismatch signal different the fact that, in order to stabilize the quality of the welded joint by stabilizing the input power and metal refining conditions, the mismatch is eliminated by changing the supply of slag components to the bath mirror, ow yayuschih on the electrical conductivity of the slag bath at a constant volume of the total amount of reductants and slag.