SU1299730A2 - Способ электродуговой сварки плав щимс электродом с короткими замыкани ми дугового промежутка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии сварки плав щимс  электродом с короткими замыкани ми дугового промежутка. Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварки за счет повышени  устойчивости процесса и снижени  разбрызгивани . Дл  этого в начале короткого замыкани  непрерывно измер ют падение напр жени  на дуговом промежутке по фронту снижени  его абсолютного значени . При достижении им порогового значени  кратковременно снижают ток. По фронту нарастани  тока короткого замыкани  в его начале устанавливают пороговое значение Тока. По его достижении конец электродной проволоки перемешают в направлении от ванны, т. е. увеличивают длину жидкой перемычки. После обрыва перемычки, схода капли в ванну, возбуждени  дуги и достижени  током поро- тового значени  конец электродной проволоки перемещают в направлении к ванне, уменьша  дуговой промежуток. Раст гивание перемычки способствует уменьшению разбрызгивани  электродного металла. Перемещение электрода в направлении к ванне стабилизирует процесс. Управление переносом электродного металла позвол ет paciuH- рить область устойчивых режимов сварки с минимальным (2%) разбрызгиванием металла . 1 з.п.ф-лы. 1 ил. S (Л ГчЭ со со со

Description

Изобретение относитс  к технологии сварки , в частности к способам электродуговой сварки плав щимс  электродом с короткими замыкани ми дугового промежутка, может быть использовано в машиностроении, судостроении и т. д. и  вл етс  дополнительным к основному авт. св. № 747642.

Цель изобретени  - повышение качества процесса сварки путем повышени  устойчивости процесса сварки и снижени  разбрызгивани  металла.

На чертеже представлены временные диаграммы сварочного тока 1св; напр жени  на дуговом промежутке UA; изменение рассто ни  между торцом нерасплавленной части электродной проволоки и поверхностью сварочной ванны Е и фазы процесса капле- образовани  и переноса электродного металла в сварочную ванну.

Способ осуществл етс  следующим образом .

При достижении величиной тока коротко- го замыкани  порогового значени  Inopi (см. чертеж) начинают перемещать конец электродной проволоки от ванны жидкого металла , раст гива  перемычку путем приложени  усили  в направлении, перпендикул рном оси электродной проволоки и вблизи ее входа в токоподвод щий наконечник. По мере роста тока короткого замыкани  в интервале времени ti-ta диаметр перемычки уменьшаетс , падение напр жени  на ней увеличиваетс  и непрерывно измер етс , а по достижении величины Unop2 ток короткого замыкани  уменьшают. В момент t4 при наличии ограниченного по величине тока перемычка разрушаетс  без взрыва. Возбуждаетс  дуга.. При достижении током дуги заданного порогового значени  1пор2 (момент времени te) конец электродной проволоки перемещают в направлении к ванне жидкого металла.

Перемещение конца электродной проволоки в направлении от ванны жидкого ме- талла в начале короткого замыкани  позвол ет исключить отрицательное действие подачи электродной проволоки (особенно на больших скорост х), про вл ющеес  в уменьшении длины и увеличении диаметра перемычки жидкого металла. В результате перемещени  конца электродной проволоки в направлении от ванны жидкого металла не только компенсируетс  уменьшение длины и увеличение диаметра перемычки в результате подачи электрода в зону дуги с посто нной скоростью, но и дополнительно увеличиваетс  длина и уменьшаетс  диаметр перемычки (вплоть до разрушени ) в сравнении с этими же параметрами перемычки, имевшими место непосредственно в момент начала образовани  короткого замыкани . Это позвол ет стабилизировать процесс разрушени  перемычек жидкого металла за счет одновременного действи  на перемычку раст 

0 5

0 5

0

5

0

гивающего механического усили  и токовых сил Пинч-эффекта.

При этом сокращаетс  интервал времени короткого замыкани  и уменьшаетс  максимальна  величина тока короткого замыкани , при котором начинаетс  интенсивное разрушение перемычки и лавинообразный рост падени  напр жени  на ней.

За счет сокращени  времени короткого замыкани  и стабилизации разрушени  перемычек повышаетс  устойчивость процесса на стадии короткого замыкани  и процесса в целом. Повышение устойчивости процесса позвол ет за счет уменьшени  порогового напр жени  датчика состо ни  перемычки и уменьшени  интервала коммутации тока повысить веро тность по влени  нормальных (без тока) разрушений перемычек. Снижение максимальной величины тока короткого замыкани , повышение устойчивости процесса, веро тности по влени  нормальных коммутаций тока позвол еют расширить область устойчивых режимов сварки с минимальным разбрызгиванием металла шире границы устойчивости обычного процесса без вмешательства.

Определение начала перемещени  конца электродной проволоки в направлении от ванны жидкого металла в начале короткого замыкани  при достижении током короткого замыкани  порогового значени  обеспечивает надежное сли ние капли расплавленного металла со сварочной ванной в период первой стадии короткого замыкани , тем самым способству  стабилизации процесса переноса электродного метала и снижению его разбрызгивани .

Определение начала перемещени  конца электродной проволоки в направлении к сварочной ванне по моменту достижени  током основной дуги порогового значени  позвол ет стабилизировать дуговой промежуток и горение основной дуги после разрушени  перемычки и предотвратить возникновение преждевременного короткого замыкани , сособству  стабилизации процесса переноса электродного металла и снижению его разбрызгивани .

Кроме того, перемешение конца электродной проволоки от ванны жидкого металла в начале короткого замыкани  и к ванне жидкого металла при возбуждении основной дуги путем приложени  усили , завис щего соответственно от тока короткого замыкани  и тока основной дуги, в направлении, перпендикул рном оси проволоки, позвол ет добитьс  максимального быстродействи  изменени  скорости подачи электрода на выходе из токоподвод щего наконечника, тем самым наиболее эффективно воздействовать на разрушение перемычки жидкого металла, что позвол ет добитьс  максимальной устойчивости процесса сварки, снижени  разбрызгивани  металла и повышени  качества сварки.

Способ осуществл ют следующим образом .

Электродуговую сварку плав щимс  электродом с короткими замыкани ми дугового промежутка по предлагаемому спо- собу провод т в среде защитного газа (углекислого газа) проволокой СВ-О8Г2С диаметром 1,6-2 мм на режимах 1св 180- 200 А; Уд-ср. 2.2-25В. Способ сварки реализуетс  с помощью тиристорного коммутатора тока в совокупности с электромагнитным механизмом перемещени  конца электродной проволоки, питаемым непосредственно сварочным током и расположенным в руко тке горелки полуавтомата. Моменты коммутации сварочного тока определ ютс  соответствующими датчиками.

Процесс электродуговой сварки плав щимс  электродом короткой дугой сопровождаетс  периодическими замыкани ми дугового промежутка каплей электродного металла , расплавленного в период горени  ос- новной дуги.

В момент времени to (см. чертеж) при достижении напр жением на дуговом промежутке Уд порогового значени  Unop.i ток ограничивают до величины 2-30 А на проме- жуток времени л 0,1 - 1 мс.

Величина порогового напр жени  Unopi устанавливаетс  в диапазоне 5-15 В из услови  надежного вы влени  начала короткого замыкани . Нижн   граница диапа- зона ограничиваетс  падением напр жени  на вылете, верхн   - нижним пределом изменени  напр жени  Ug в период горени  дуги.

Нижн   граница величины тока 2 А

прин та из услови  надежного горени  дуги в интервале коммутации Т| в том случае, если в результате ограничени  тока не удалось перевести кратковременное короткое замыкание в длительное. При токе более 30 А снижаетс  эффективность ограничени  тока, т. е. значительно возрастает количество кратковременных коротких замыканий.

Длительность интервала коммутации тока TI 0,1 - 1 мс устанавливают из услови  необходимого времени дл  образовани  перемычки , при этом его верхн   граница определ етс  услови ми устойчивости процесса сварки.

С момента- ti ток короткого замыкани  нарастает с посто нной времени, опреде- л емой электрическими параметрами сварочной цепи.

При достижении величиной тока короткого замыкани  порогового значени  Inop.i (момент t2) начинают перемещать конец электродной проволоки от ванны жидкого металла, раст гива  перемычку, путем приложени  усили , завис щего от тока короткого замыкани , в направлении, перпендику0

5

0

s

0

-

0

5

л рном оси электродной проволоки, и в близи ее входа в токоподвод щий наконечник.

Величину порогового значени  Inop.i устанавливают больщей величины тока в интервале коммутации Т| из услови  надежного сли ни  капли расплавленного металла со сварочной ванной при действии на нее сил поверхностного нат жени , подачи электродной проволоки и электромагнитных сил.

По мере роста тока короткого замыкани  и увеличени  длины (,5-1 мм) перемычки жидкого металла в интервале времени ti-ts диаметр перемычки умень- щаетс , растет ее сопротивление и соответственно увеличиваетс  падение напр жени  на перемычке, которое непрерывно измер ют и сравнивают с пороговым напр жением Unop.2.

Величину порогового напр жени  выбирают наименьщей (3-4 В), чтобы полностью устранить поздние коммутации сварочного тока (когда перемычка жидкого металла разрущаетс  со взрывом на фронте снижени  тока).

При достижении падени  напр жени  на перемычке заданного порогового напр жени  Unop.2 ток короткого замыкани . ограничивают до 10-30 А. Период коммутации тока Т2 0,7-1,5 мс.

В момент 1н перемычка разрущаетс  без взрыва под действием сил поверхностного нат жени , сил инерции массы перемычки и увеличени  длины и уменьщени  диаметра перемычки под действием перемещени  конца электродной проволоки от ванны жидкого металла. При этом возбуждаетс  вспомогательна  дуга.

В период времени ts-t ток в цепи восстанавливают практически до максимальной величины тока короткого замыкани , зажигаетс  основна  дуга, электродна  проволока начинает плавитс , формируетс  капл  жидкого металла.

В момент времени te при достижении током основной дуги заданного порогового значени  1пор2 начинают перемещать конец электродной проволоки в направлении к ванне жидкого металла. 1

В момент времени te капл  жидкого металла касаетс  сварочной ванны и цикл повтор етс .

Управление переносом электродного металла по предложенному способу электродуговой сварки плав щимс  электродом с короткими замыкани ми дугового промежутка позвол ет расщирить область устойчивых режимов сварки с минимальным (2 %) разбрызгиванием металла.

Claims (2)

1. Способ электродуговой сварки плав щимс  электродом с короткими замыкани  ми дугового промежутка по авт. св. № 747642, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сварки путем повышени  устойчивости процесса и снижени  разбрызгивани  металла, в начале короткого замыкани  конец электродной проволоки перемещают от ванны жидкого металла, увеличива  длину жидкой перемычки, а при возбуждении дуги конец электродной проволоки перемещают в направлении к ванне жидкого металла, уменьша  дуговой промежуток .

2. Способ по ц. }, отличающийс  тем что перемещение конца электродной проволоки осуществл ют при достижении током короткого замыкани  и током дуги пороговых значений.