SU1136905A1

SU1136905A1 - Способ регулировани процесса сварки плавлением

Info

Publication number: SU1136905A1
Application number: SU823506391A
Authority: SU
Inventors: Борис Борисович Бутылкин; Юрий Николаевич Корнеев; Анатолий Александрович Агеев; Виктор Александрович Букаров; Михаил Владимирович Григорьев
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6476
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1985-01-30

Abstract

1.СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ, при котором в процессе сварки контактным датчиком измер ют глубину проплавлени и в зависимости от глубины измен ют параметры режима сварки, отличающийс тем, что, с целью повьшени точности регулировани .при сварке присадочной проволокой путем слежени со скоростью ее расплавлени , в качестве контактного датчика используют присадочную проволоку, а о глубине проплавлени суд т по интервалу времени от входа присадочной проволоки в сварочную ванну до касани ею фронта кристаллизации дна, при этом в интервале измерени времени присадочную проволоку подают со скоростью, при которой она плавитс на дне сварочной ванны, а после касани ею дна уменьшают до 0,5-1,0 от скорости, при которой она плавитс на поверхности этой ванны. 2. Способ по П.1, отличаю.щ и и с тем, что момент входа присадочной проволоки в сварочную ванну определ ют по скачкообразному уменьшению акустического сопротивлени между присадочной проволокой и изделием, а момент касани присадочной проволоки дна сварочной ванны определ ют по акустическому сопротивлению между присадочной проволокой и изделием, равному 80-85% значени акустического сопротивлени в момент касани сварочной проволокой ванны. 3. Способ по П.1, отличающийс тем, что с целью повьшени точности регулировани , скорость подачи присадочной проволоки измен ют в процесса сварки с частотой i4.Hi2Hi,Hz), СО где , sinoCJo, А пр cz 1 - rr i -22V Vcecosot шпах -врем оплавлени присадоч . ной проволоки, с; -врем подачи присадочной проволоки со скоростью СдЭ V max, с; о: ог, угол между осью электрода се о ел и осью присадочной проволоки , ; dg - диаметр анодного п тна дуги на изделии, мм; dp,- диаметр проволоки, мм; V;./ - скорость сварки, мм/с; СБ - максимальна скорость max подачи присадочной проволоки , мм/с, причем момент входа проволоки в ванну задают началом нарастани скорости подачи проволоки.

Description

Изобретение относитс к сварке, в частности к способам автоматического регулировани сварки плавлением , осуществл емым во врем процесса , и может найти применение в любо отрасли промьшшенности, где примен етс автоматизированна сварка. Известно устройство дл дуговой сварки неплав щимс электродом с присадочной проволокой, реализз ощее способ регулировани параметров реж ма сварки: сварочного тока, скорост сварки и подачи присадочной проволо ки в зависимости от изменени прови сани сварочной ванны 1 j . Однако этот способ и устройство применимы лишь при сварке со сквозн проплавлением. Наиболее близким к изобретению по технической сзтдности вл етс способ регулировани процесса сбарки плавлением, по которому параметры режима измен ют в зависимости от глубины проготавлени , которую измер ют в процессе сварки контактным датчиком, выполненным из матери ала с температзфой плавлени , превы шающей температуру плавлени сварив емых материалов, который прижимают к изделию в зоне действи сварочной дуги и одновременно с расплавлением ванны погружают его на заданную глубину, а затем перемещают в направлении сварки, поддержива посто нное с заданным усилием соприкосновение датчика с фронтом плавлени 2 . Однако этот способ можно примен ть лишь при сварке со сквозным проплавлением и, кроме того, возмож но попадание материала контактного датчика в сварной шов при его частичном оплавлении, что снижает качество сварного соединени , Цель изобретени - повьппение точности регулировани при сварке с присадочной проволокой путем слежени за скоростью её расплавлени . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу регулировани процесса сварки плавлением, при котором в процессе сварки контактным датчиком измер ют глубину проплавлени и в зависимости от глубины измен ют параметры режима сварки в качестве контактного датчика используют присадочнзгю проволоку, а о глубине проплавлени суд т по интер валу времени от входа присадочной проволоки в сварочную ванну до каса ни ею фронта кристаллизации дна-, при этом в интервале измерени времени присадочную проволоку подают со скоростью, при которой она плавитс на дне сварочной ванны, а после касани ею дна уменьшают до 0,5-1,0 от скорости, при которой она плавитс на поверхности этой ванны. Момент входа присадочной проволоки в сварочную ванну определ ют по скачкообразному уменьшению акустического сопротивлени между приса.дочной проволокой и изделием, а момент касани присадочной проволоки дна сварочной ванны определ ют по акустическому сопротивлению между присадочной проволокой и изделием, равному 80-85% значени акустического сопротивлени в момент касани сварочной проволокой ванны. Скорость подачи присадочной проволоки измен ют в течение процесса сварки с частотой , b(UH.2V(tr-b2l, в{лоб 3( Ortp V acoeoc max Чб врем оплавлени присадочной проволоки, с; врем подачи присадочной проволоки со Скоростью, V max, с; угол между осью электрода и осью присадочной проволоки,° ; диаметр анодного п тна дуги на изделии, мм; диаметр проволоки, мм; скорость сварки, мм/с; максимальна скорость подачи присадочной проволоки , мм/с, причем момент входа проволоки в ванну задают началом нарастани скорости подачи проволоки. Применение в качестве контактного атчика присадочной проволоки позво ет контролировать глубину сварочной ванны со стороны дуги как при сквозном, так при неполном проплавении металла. Периодическое изменение скорости подачи проволоки от (0,5-1,0) У„ддд до V с частотой f (1,1-1,25/( t) позвол ет повысить точность поддержани заданной глубины проплава по всей длине шва.

Измерение (уменьшени ) акустичесого сопротивлени между присадочной роволокой и изделием позвол ет повыить точность определени момента оверхности и дна сварочной ванны 5 рисадочной проволокой.

На фиг. 1 представлена блок-схема стройства, реализующего предлагаемьй способ; на фиг. 2 - циклограмма зменени скорости подачи присадоч- 10 ной проволоки и акустического сопротивлени в процессе сварки при выходе проволоки из ванны; на фиг. 3 циклограмма изменени скорости проволоки и акустического сопротивлени , 15 когда проволока не выходит из ванны.

Способ осуществл ют следующим образом.

Между сварочным электродом 1 и свариваемым изделием 2 возбуждают дугу 3. Теплова энерги , вьщел ема при горении дуги 3, расплавл ет металл издели 2, образу сварочную ванну 4. От генератора 5 УЗК через преобразователь 6 УЗК и волновод 7 на присадочную проволоку 8, наход щуюс вне сварочной ванны 4, подают ультразвуковые колебани . Преобразователем 6 УЗК фиксируют отраженные от конца присадочной проволоки 8 30 ультразвуковые колебани и, преобразу их в электрические сигналы, передают на приемник 9 УЗК, где. они усиливаютс и далее поступают в блок 10 управлени дл обработки и 35 регистрации. Блок 10 управлени через управл ющее устройство 11 включает механизм 12 подачи присадочной

проволоки 8 и со скоростью .

вводит присадочную проволоку 8 в сва-40 рочную ванну 4. Момент входа присадочной проволоки 8 в сварочную ванну 4 фиксируют по скачкообразному уменьшению отраженного от конца присадочной проволоки 8 сигнала вслед- 45 ствие уменьшени , акутичёского сопротивлени между проволокой 8 и изделием 2. Момент, касани дна сварочной ванны 4 присадочной проволокой 8 фиксируют По уменьшению сигнала на 50 15-20% вследствие меньшего акустического сопротивлени твердого металла по сравнению с сопротивлением жидкого металла сварочной ванны 4.

В блоке 10 управлени осуществл - 55 ют измерение времени между двум уменьшени ми сигналов и сравнение его с заданным, соответствующим определенной глубине проплавлени .В случае его отклонени от заданного происходит корректировка режима сварки. В момент касани дна сварочной ванны 4 присадочной проволокой 8 подают команду на уменьшение скорости подачи присадочной проволоки 6 до 0,51 ,0.

При постепенном ош1а1влении присадочной проволоки 8 производ т ее вывод из сварочной ванны 4, при этом увеличиваетс сигнал, что вл етс командой дл блока 10 на увеличение скорости подачи присадочной проволоки 8 до ( и цикл повтор ют.

Способ может быть осуществлен без вывода конца присадочной проволоки 8 из сварочной ванны 4, тогда за начальный момент отсчета времени принимают момент увеличени скорости подачи присадочной проволоки 8 до , . В этом случае скорость подаг чи присадочной проволоки 8 при упирании в дно ванны 4, снижают до V f Скорости подачи присадочной проволоки 8 (V цо,д, и .Yt соотъетствующие расплавлению конца проволоки 8 на поверхности сварочной ванны 4 и при касании ею дна сварочной ванны 4, определ ют предварительно экспериментальным путем. Затем, использу заданные параметры режима . сварки, рассчитывают частоту измере НИИ глубины сварочной ванны 13 по формуле

.2V(t,-vl,) И

где sinoC a . (3f

зпр

V- 2 7°

2М,

так

oi - угол между осью электрода 1 и осью присадочной проволоки 8,; dg- диаметр анодногй п тна дуги 3 на изделии 2,мм; Vgg - скорость сварки, мм/с. В слзгчае, когда частота измерений f больше указанной величины, присадочна проволока 8 не успеет пройти все стадии опроса глубины ванны 4, т.е. коснутьс дна ванны 4 и выйти на поверхность (из ванны), процесс регулировани будет нарушен.

Диаметр анодного п тна дуги 3 на изделии 2 определ етс также экспериментально .

Пример. Регулирование процесса сварки плавлением осуществл ют неплав щимс электродом с прнйадоч- ной проволокой. Производ т наплавку в разделку стыковых соединений пластин из стали 12Х18Н10т толщино 12 мм. Сварку производ т на макете сварочной головки с использованием аппаратуры СА 120. Режим сварки следующий: Ign 190 .цом7 mqx 500 м/ч; V, 12 м/ч. Расход аргона 15 л/мин, диаметр присадоч-ной проволоки 1,2 мм, диам вольфрамового электрода 4 мм, угол заточки 30 с притуплением 0,3 0 ,4 мм, угол подачи проволоки 60 частота ультразвуковых колебаний 4,5 мГц, диаметр анодного п тна 12 мм, длина дуги 3 мм. Геометрические размеры сварньк соединений измер ют по макропшифам Контроль качества сварных образцов, вьшол-ненных с применением предлагаемого способа показывает хорошие результаты, а также отсутствие дефектов шва, о чем свидетельствуют данные, приведенные в таблице. Сварку осуществл ют с изменением скорости подачи присадочной про5 ном ° woix с частотой волоки от V 1 Гц и регистрируют врем между началом нарастани скорости подачи проволоки до уменьшени сигнала акустического сопротивлени при касании конца проволоки дна ванны. Проволока при этом в процессе сварки из сварочной ванны не выходит. При изменении измер емого времени от заданного производ т корректировку тока сварки в ту или другую сторону в зависимости от знака отклонени времени измерени . Контроль качества сварных образцов , выполненных с применением данного способа показал хорошие результаты , а также отсутствие дефектов шва. . Использование способа регулироваи процесса сварки плавлением поволит повысить стабильность глубины проплавлени и расширит технологические возможности за счет контро со стороны дуги.

1,5 1,2

1,0 0,8 0,6 1,5

Плохое формирование шва из-за оплавлени присадочной проволоки в дуге, с образованием капель и замыканием электрода с сварочной ванной.

То же

Нестабильна геометри сварочного соединени

56,25(0,75)

1,5

1,2 1,0

0,8 0,6 1,5

1,2 1,0

1,2 1,2

1,5 1,2 1,0 0,8 0,6

Продолжение таблицы

Нестабильность геометрических размеров сварного соединени .

Хорошее формирование и высока стабильность геометрических размеров сварного соединени

Нестабильность геометрических размеров сварного соединени

Нестабильность геометрических , размеров сварного соединени . Хорошее формирование и высока стабильность геометрических размеров сварного соединени .

Процесс сварки невозможен (ei5-w)

Ь

R6 RB

.TZnJXIT

/2.J

Claims

1.СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ, при котором в процессе сварки контактным датчиком измеряют глубину проплавления и в зави-_ксимости от глубины изменяют параметры режима сварки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования.при сварке присадочной проволокой путем слежения со скоростью ее расплавления, в качестве контактного датчика используют присадочную проволоку, а о глубине проплавления судят по интервалу времени от входа присадочной проволоки в сварочную ванну до касания ею фронта кристаллизации дна, при этом в интервале измерения времени присадочную проволоку подают со скоростью, при которой она плавится на дне сварочной ванны, а после касания ею дна уменьшают до 0,5-1,0 от скорости, при которой она плавится на поверхности этой ванны.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что момент входа присадочной проволоки в сварочную ванну определяют по скачкообразному уменьшению акустического сопротивления между присадочной проволокой и изделием, а момент касания присадочной проволоки дна сварочной ванны определяют по акустическому сопротивлению между присадочной проволокой и изделием, равному 80-85% значения акустического сопротивления в момент касания сварочной проволокой ванны.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что с целью повышения точности регулирования, скорость подачи присадочной проволоки изменяют в течение процесса сварки с частотой где _'SlnoCclq dηр ' 2V max ^{1 2} V_ceco6oi’

SS ω CZ

- время оплавления присадочной проволоки, с;

- время подачи присадочной проволоки со скоростью

V шах, с;

Ού - угол между осью электрода и осью присадочной проволоки, ;

d_a - диаметр анодного пятна дуги на изделии, мм;

d _Пр - диаметр проволоки, ’ мм;

V_c6’ - скорость сварки, мм/с;

V - максимальная скорость max подачи присадочной проволоки, мм/с, · причем момент входа проволоки в ванну задают началом нарастания скорости подачи проволоки.

X) © сл