SU1169271A1

SU1169271A1 - Cпocoб abtomatичeckoй дугoboй cbapkи

Info

Publication number: SU1169271A1
Application number: SU843684419A
Authority: SU
Inventors: A N Belousov; V V Guma; V A Bukarev
Original assignee: A N Belousov; V V Guma; V A Bukarev
Priority date: 1984-01-04
Filing date: 1984-01-04
Publication date: 1993-07-30

Description

Изобретение относится к сварке, в частности к дуговой сварке неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки изделий большой толщины в узкую разделку в различных пространственных 5 положениях, и может найти широкое применение в судостроении, атомном машиностроении и т.д.

Целью изобретения является повышение качества соединения путем улучшения Ю сплавления у кромок и повышение производительности путем увеличения толщины наплавленного слоя металла каждого прохода.

Поставленная цель достигается тем, что при плавном увеличении скорости подачи 15 присадочной проволоки в процессе колебания от задней по направлению сварки крайней точки колебания к передней и наоборот обеспечивается стабильное плавление проволоки на поверхности сварочной ванны и 20 лучшее удержание жидкого металла в ней при перемещении анодного пятна по кромкам с переменной скоростью, что приводит в конечном счете к улучшению условий формирования шва. Обеспечение в крайних точ- 25 ках колебания электрода различных по времени задержек подачи присадочной проволоки обеспечивает повышение стабильности процесса и производительности его, так как при этом переменная высота со 30 стороны жидкого металла наплавляемого прохода, при дальнейшей кристаллизации, обеспечивает высоту наплавки за один проход при идентичных условиях, равную высо-. те наплавки при сварке плавящимся 35 электродом, но значительно лучшего качества.

Подача присадочной проволоки в зону активного пя тна со стороны, противоположной свариваемой кромке относительно АО электрода, значительно улучшает условия сплавления у кромок и стабильное плавление присадочной проволоки при колебаниях электрода. Что же касается осуществления колебаний электрода по ду- 45 ге окружности, положительная кривизна которой направлена в сторону от центра, то это условие увеличивает ширину наплавленного слоя, что приводит к быстрейшему заполнению разделки кромки и 50 разглаживанию шва каждого прохода, особенно последнего косметического. Взаимосвязанные между собой условия выполнения указанных операций обеспечили повышение качества сварного средине- 55 ния при сварке изделий большой толщины в узкую разделку, а также производительность этого процесса.

На фиг. 1 показано поперечное сечение разделки кромок изделия большой толщиньг____ с узкой разделкой; на фиг. 2 и 3 - схема выполнения наплавочного прохода при колебаниях электрода параллельно свариваемым кромкам в направлении сварки и 5 обратно; на фиг. 4 - вид сверху на свариваемое изделие и схема подачи присадочной проволоки относительно электрода и кромок разделки; на фиг. 5 - графические зависимости между направлением колебаний Ю электрода и скоростью подачи присадочной проволоки с задержками в крайних точках; на фиг. 6 - траектория колебания неплавящегося электрода параллельно направлению сварки по дуге окружности.

Способ осуществляется следующим образом. Предварительно неплавящийся электрод 1 устанавливают у кромки 2 на некотором расстоянии от нее (см. фиг. 1). Затем между электродом 1 и изделием за20 жигают дугу 3. При этом электрически активное пятно 4 дуги 3 частично располагается на кромке 2, обеспечивая ее оплавление. В пятно 4 на расстоянии I = (0,2-0,5)d_a (диаметра активного пятна) от центра пятна 5 в 25 направлении, противоположном направлению сварки, подают присадочную проволоку 6, обеспечивая ее плавление на поверхности сварочной ванны на линии 7 максимального размера активного пятна 4 дуги 3 (см. фиг. 4). При расстояниях, меньших 0,2d_a, увеличивается вероятность коротких замыканий электрода 1 и ухудшается качество шва. При расстояниях, больших 0,5da, проволока примерзает к изделию и нарушается процесс сварки, а все это вызывает появление дефектов. При этом электроду 1 сообщают движение в направлении сварки Vcb с колебаниями V_K1 параллельными направлению сварки (см. фиг. 2). Вначале 40 перемещение V_K электрода 1 в процессе колебания направлено в противоположную сторону V_CB и в сторону, совпадающую с направлением подачи присадочной проволоки Vi. B результате пятно движется с меньшей скоростью относительно изделия. Поэтому скорость подачи присадочной проволоки 6 плавно уменьшают до Vi при перемещений электрода 1 от точки А в точку В (см. фиг. 2).

в то же время из-за снижения скорости движения пятна 4 по изделию высота Н наплавляемого валика (слоя) 8 растет (см. фиг. 2). При таком выполнении операций большой объема жидкой ванны стекаете сторону 55 точки А и не препятствует оплавлению кромки 2, обеспечивая, таким образом, высокое качество оплавления у кромки 2, В момент изменения направления движения электрода 1 (в точке В) проволоку 6 в течение времени (Vk V_CB ) подают со скоростью Vi (см. фиг. 5), этим самым давая возможность дополнительно 5 наплавить металл в этой точке и увеличить высоту валика 8 до Н. При задержках присадочной проволоки 6 в точке В на время, меньшее, чем Т₂, не обеспечивается максимальная высота валика 8, а при больших 10 задержках возможно оплавление проволоки 6, выхода ее из сварочной ванны, т.е. будут происходить замыкания, которые нарушат процесс сварки. В процессе своего дальнейшего перемещения электрод 1 в 15 точке В меняет направление своего движения, и в этот момент направление скорости Vk его колебания и направление скорости сварки Vcb совпадут, что приводит к увеличению скорости перемещения активного 20 пятна 4 дуги 3 по изделию.

Поэтому, чтобы обеспечить необходимую высоту наплавки валика 8 в каждой точке скорость подачи присадочной проволоки 6 плавно увеличивают до 25

V₂ = (1,5-2)Vi, обеспечивая при этом уменьшение высоты Н наплавки при перемещении электрода 1 к 30 точкеА(см. фиг, 3). При V₂ < 1,5V1 возможны короткие замыкания и выход проволоки 6 из сварочной ванны, а при V₂ > 2Vi проволока не успевает плавиться в ванне и выходит из нее в хвостовую часть 9, что приводит к 35 нарушению формирования шва. При подаче присадочной проволоки 6 со скоростью V₂ = = 1,5 . . . 2Vi процесс сварки протекает стабильно, сварочная ванна имеет меньшие размеры, хорошо удерживается на кромке 2 40 и не препятствует дуге 3 оплавлять кромку. В крайней точке А (см. фиг. 3), т.е. в момент изменения направления движения электрода 1, проволоку 6 в течение времени т - ^dA (Vk + Vcb ) подают со скоростью V₂ (см. фиг. 5). При этом, если время задержки будет меньше 50 Τι, высота наплавки в точке А уменьшится. В случае, когда время задержки больше Τι. наблюдается несплавление у кромки 2, так как большая масса жидкого металла будет натекать на кромку 2 впереди электрода 1 и 55 . препятствовать ее расплавлению. Таким образом, обеспечивая в процессе каждого перемещения электрода 1 от одного крайнего положения, например, точки А, его колеба ния к другому, например, к точке В, плавное изменение, скорости V_np подачи присадочной проволоки 6 от V₂ до Vi и наоборот, осуществляют максимальную высоту Н наплавки валика 8 у кромки 2 (см фиг. 1). Затем электрод 1 перемещают к кромке 10 и осуществляют наплавку валика 11.Так, попеременно устанавливая электрод 1 от кромки 2 к кромке 10. заполняют разделку валиками 8, 11, 12, 13, 14, 15 и т.д. (см. фиг. 1).

При выполнении валиков 14, 15 и выше целесообразно электроду 1 сообщать колебания по дуге окружности, положительная кривизна которой направлена в сторону центра разделки

R_K = (0,5-0,8)d_a (см. фиг. 6). В этом случае возрастает ширина наплавочного валика. Поскольку при заполнении разделки расстояние между кромками 2 и 10 возрастает (см. фиг. 1), то увеличение ширины валиков (14, 15 и т.д.) позволяет быстрее заполнить разделку без дополнительных проходов. При R_K < 0,5da уменьшается производительность, а при R_K> 0,5d_a наблюдаются несплавления у кромок.

Пример. Способ осуществлен при сварке пластин размером 250 х 100 х 30 мм из стали 12Х18Н10Т. Предварительно выполняют ступенчатую разделку с шириной притупления 5 мм и углом раскрытия разбелки 8°. Подобная разделка относится к типу узких. Для сварки используют макет установки 53-27, позволяющей осуществлять перемещение в направлении сварки и профильные колебания электрода. Сварку предлагаемым способом осуществляют в режиме: J = 180 A, Vg = 101 В, Vcb = 19 м/ч, диаметр присадочной проволоки 1,2 мм. Амплитуда продольных колебаний h* составляет 10 мм, частота колебаний 50 кол/мин. Предварительно неплавящийся электрод 1 диаметром 4 мм с углом заточки 30° выставляют у одной из кромок 2 на расстоянии 5 мм от кромки. Проволоку подают под углом 75° к оси электрода. Обеспечивают подачу проволоки в зону активного пятна 4 на поверхности ванны на расстоянии 4 мм (0,35da при da = 12 мм) от центра этого пятна на линии 7 его максимального размера. Затем зажигают дугу 3 и осуществляют перемещение электрода 1 в направлении сварки и его продольные колебания. Скорость подачи проволоки меняют по программе в зависимости от положения электрода на всей траектории колебаний, причем в крайних точках (В и А) скорость составляет Vi - 53 м/ч, V₂ = 91 м/ч (1,7Vi) соответственно.

В крайних точках осуществляют задержку подачи проволоки соответственно на скоростях Vi и V2. Время задержки составляет з точке А:

____— 12 _ 12 ₌ л ι о _с

V_K+V_CB 72 + 1991 вточке В:

.... . <1а _ 12_ 12 ^!z 'Vk-Vcb 72- 1953

При выполнении указанных = 0,23 с высоту наплавки, а именно 8 мм в точке В и минимальную 3 мм в точке А; во-вторых, проволока подавалась в жидкую ванну без выходов в дугу 3. Сварной шов имел гладкую 5 поверхность на всей траектории колебаний электрода. При рентгеновском просвечивании дефектов в шве не обнаружено. Время сварки 10 мин, что в 5 раз меньше, чем при сварке известным способом.

¹⁰

Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса при досоотноше-

Claims

(54X57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки преимущественно больших толщин в узкую разделку, при котором электроду сообщают поперечные перемещения, присадочную проволоку подают в направлении, противоположном направлению сварки, а скорость ее подачи изменяют, отличаю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества соединения путем улучшения сплавления у кромок и повышения производительности путем увеличения толщины наплавленного слоя металла каждого прохода, в процессе каждого перемещения электрода от одной крайней точки к другой скорость подачи присадочной проволоки плавно увеличивают до значения

V2 ® mVi, где Уг - максимальная скорость перемещения проволоки;

V1 - минимальная скорость перемещения проволоки;

т€Е [ 1,5 ...
2], при движении электрода в направлении на присадочную проволоку и плавно уменьшают до Vi при движении его в обратном направлении, а по достижении в крайних точках этих скоростей в момент изменения направления движения электрода ее задерживают на время

Ti - ^dA при движении электрод^ в направлении, . противоположном направлению подачи присадочной проволоки, и на время

То - ^dA ^Т2 Vk-Vcb при движении его в обратном направлении, S где V_K - скорость колебания электрода, мм/с;

Vce ^_ скорость сварки, мм/с;

da ~ диаметр активного пятна дуги, мм, при этом электроду при задержке сообщают дополнительные колебания параллельно направлению сварки или по криволинейной траектории, положительная кривизна которой направлена в сторону центра разделки, радиус которой составляет от 0,5d_a до 0,8de, а присадочную проволоку подают вдоль сварочной ванны в зону активного пятна дуги на расстоянии от 0,2 d_a до 0,5da от центра этого пятна по линии его максимального размера в плоскости, перпендикулярной направлению сварки, со стороны, противоположной свариваемой кромке разделки.

1169271 А1