SU1505708A1 - Способ слежени за стыком при дуговой сварке - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматизации сварочных процессов , в частности, к способам слежени  за стыком св зываемого соединени , и может быть использовано при сварке сжатой дугой стыковых соединений без разделки кромок. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем сварки стыковых соединений без разделки кромок. Отклонение дуги в направлении, перпендикул рном стыку, осуществл ют в пределах кратера сварочной ванны. Одновременно с этим отклонением производ т отклонение дуги назад по ходу сварки до сечени , соответствующего максимальной ширине кратера сварочной ванны. Сигнал разности значений электрических параметров дуги в противоположных фазах отклонени  используют дл  поперечной коррекции сварочной горелки.

Description

S

(Л

Изобретение относитс  к автоматизации сварочных процессов, в частности к способам слежени  за стыком свариваемого соединени , и может быть использовано при автоматизации и роботизации сварочных процессов в различных отрасл х промышленности .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем сварки стыковых соединений без разделки кромок.

Согласно предлагаемому способу слежени  за стыком при дуговой сварке, включающему поперечные отклонени  дуги магнитным полем вправо и влево по ходу сварки, измерение электрических параметров дуги во врем  каждого отклонени  и поддержание одинакового значени  электрических параметров дуги при ее отклонени х в разные стороны путем проведени  поперечной коррекции положени  дуги относительно стыка сварного соединени , отклонени  дуги осуществл ют в пределах кратера сварочной ванны. Одновременно

с ними дополнительно созданным магнитным полем отклон ют дугу назад по ходу сварки до сечени , соответствующего максимальной ширине кратера сварочной ванны.

Исследовани  поперечных шлифов сварных соединений показали, что форма про- плавлени  сварного шва зависит от смещений дуги со стыка, особенно дл  сварки сжатой дугой. Это св зано с нелинейным перераспределением тепловых потоков дуги на свариваемые кромки. Получающа с  форма проплавлени  не симметрична не только относительно стыка, но и относительно дуги , что позвол ет использовать этот эффект дл  слежени  за стыком.

Сварка сжатой дугой характеризуетс  образованием в передней части ванны углублен ного кратера с тонкими прослойками жидкого металла по стенкам. При этом поперечное сечение кратера сварочной ванны приближаетс  к форме проплавлени . Поэтому несимметричность формы проплавлени  при смешении дуги со стыка просд

о сд

о

00

 вл етс  в форме поверхности кратера. Известно также, что при сварке сжатой дугой дуга горит на переднюю стенку кратера сварочной ванны, форма поверхности которой при определенном режиме сварки зависит прежде всего от параметров сжатой дуги (ее мощности и газодинамических параметров плазменного потока ). В то же врем  форма поверхности боковых стенок кратера, воздействие дуги на которые значительно меньше, определ етс  в первую очередь тепловым состо нием окружающего сварочную ванну металла , т. е. вложенной в кромки тепловой мощностью. Поэтому при смещении дуги со стыка кратер сварочной ванны смещаетс  относительно дуги неравномерно. Наименее подвижна относительно дуги головна  часть кратера и его передн   стенка, а наиболее подвижна задн   часть кратера. Задн   часть кратера сварочной ванны представл ет собой поверхность жидкого металла , котора  в процессе сварки находитс  в непрерывном движении, вызванном турбулентным характером движени  и перемешивани  металла в хвостовой части сварочной ванны. Поскольку измерени  электрических параметров дуги справа и слева от стыка выполн ютс  поочередно и не могут быть синхронизированны с колебани ми поверхности жидкого металла, измерение несимметричности в задней части кратера становитс  невозможным, так как полезный сигнал заглушаетс  щумом, св занным с движением жидкого металла.

Наиболее целесообразно с точки зрени  слежени  за стыком осуществл ть измерение несимметричности кратера по сечению, в котором кратер сварочной ванны имеет максимальную ширину, так как здесь сильнее выражаетс  несимметричность формы про- плавлени  при смешении дуги со стыка, а также поверхность жидкого металла еще далека и не создает сушественных помех при измерени х.

При фиксированном смешении дуги со стыка полезный сигнал, определ емый как разность электрических параметров дуги при ее отклонени х вправо и влево от стыка, с увеличением амплитуды одновременного отклонени  дуги назад по ходу сварки повышаетс  вплоть до сечени , соответсвую- щего максимальной ширине кратера, а затем становитс  неразличим на фоне возрастающих шумов. Причем полезный сигнал, полученный с имеюшего максимальную ширину сечени  кратера, превышает уровень сигнала , полученного без отклонени  дуги назад по ходу сварки, в несколько раз.

Дл  осуществлени отклонени  дуги назад по ходу сварки необходимо создать дополнительное поперечное магнитное поле в зоне дуги, направленное перпендикул рно к поперечному магнитному полю, отклон ющему дугу вправо и влево от стыка.

Пример. Провод т сварку стыкового соединени  без разделки кромок пластин из сплава АМгб толщиной 4 мм. При этом используют установку плазменной сварки с плазмотроном. Сварочный ток обратной пол рности составл ет 160 А, скорость сварки 0,01 м/с, диаметр плазмообразующего сопла 3 мм, расход плазмообразующего газа 2,7-10 . В зоне дуги с помощью системы электромагнитов создают поперечное магнитное поле, отклон ющее сварочную дугу поочередно вправо и влево от стыка на 0,001 с с частотой 300 Гц. Отклонени  дуги осуществл ют в пределах кратера сварочной ванны, что обеспечиваетс  амплитудным значением индукции магнитного пол  2,5 мТ, отклон ющим дугу

длиной 9 мм на 2 мм от ее среднего положени  в кратере шириной 8 мм. Одновременно с поперечным отклонением дуги создаетс  дополнительное магнитное поле такой же величины, но направленное

перпендикул рно к основному, отклон ющее дугу назад по ходу сварки на 2 мм, т. е. до сечени , соответствующего максимальной ширине кратера сварочной ванны при данном режиме сварки. При этом измен ют напр жение на дуге во врем  каждого отклонени  и сравнивают среднее значение напр жений при отклонени х дуги вправо и влево от стыка.

Корректировку положени  сварочного плазмотрона осуществл ют с помощью меха- нического привода.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ слежени  за стыком при дуговой сварке, при котором дугу периодически отклон ют магнитным полем вправо и влево от стыка, во врем  отклонени  измер ют электрические параметры дуги, путем проведени  поперечной коррекции положени  дуги относительно стыка сварного соединени  поддерживают одинаковыми значени  электрических параметров дуги при ее отклонени х в противоположные от стыка стороны, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей,

   отклонени  дуги вправо и влево от стыка осушествл ют в пределах кратера сварочной ванны и одновременно с этими отклонени ми дополнительно созданным магнитным полем отклон ют дугу назад по ходу сварки до сечени , соответствующего максимальной ширине кратера сварочной ванны.