SU1562086A1 - Способ дуговой сварки плав щимс электродом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к дуговой сварке плав щимс  электродом в среде активных и инертных газов и может быть использовано дл  сварки различных сталей и сплавов на основе титана, алюмини , меди и др., преимущественно без коротких замыканий. Цель изобретени  - повышение производительности зачистки поверхностей основного металла за счет предотвращени  прилипани  брызг. На маломощную дугу от дополнительного источника посто нного тока с регулируемым наклоном внешней характеристики налагают импульсы сварочного тока длительностью 100 - 200 мкс. Подвергают расплавлению торец электрода до образовани  мелких капель. Центрируют и удерживают последние относительно электрода частотой следовани  сварочных импульсов, которую автоматически измен ют в пределах 0,3 - 10,0 кГц до возникновени  роста плотности тока в перемычке расплавленной капли. После этого указанную частоту следовани  импульсов тока уменьшают до минимального значени , а амплитуды тока и напр жени  в момент разрыва перемычки - до нул . Направл емые с торца электрода мелкие капли обладают кинетической энергией, приобретенной за счет воздействи  электродинамических сил, котора  гаситс  при попадании их в сварочную ванну. В результате из ванны выплескиваютс  более мелкие капли расплавленного металла, такие капли не образуют прочных св зей в местах соприкосновени  и легко удал ютс . 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к дуговой сварке металлов плав щимс  электродом и может быть использовано в области машиностроени  дл  сварки сталей, цветных металлов и их сплавов, преимущественно без коротких замыканий.

Цель изобретени  - повышение производительности путем устранени  прилипани  брызг

На чертеже изображены осциллограммы сварочного тока и напр жени  и механизм формировани  сварочной капли.

Плаваща с  электродна  проволока и изделие подключены к двум источникам: маломощному посто нного тока с падающей характеристикой, на который налагают импульсы от источника тока повышенной частоты.

На чертеже по оси X отложено врем  t, а по оси У напр жение U и ток 1 маломощной дуги, и импульсы тока повышенной частоты 1Ц, разделенные паузой

V

Как видно из осциллограммы, в момент

включени  источника сварочного тока повышенной частоты в переходный период (область А) происходит плавное нарастание амплитуды сварочных импульсов тока, а в области В.- восстановившийс  режим В област х А и В происходит формирование на сварочном электроде капли и ее центрирование относительно оси частотой елесд ct ьэ

о оо

0

довани  импульсов тока По мере образовани  перемычки между сварочным электродом и каплей растет плотность тока. По мере роста плотности тока длительность сварочного импульса, а также частота их следовани  резко уменьшаютс  (область С). При росте перемычки и увеличении плотности тока в ней амплитуда сварочных импульсов тока и напр жени  плавно убывает до нул  (область Д) и капл  переноситс  в сварочную ванну. Далее процесс повтор етс .

В процессе расплавлени  торца электрода длительность сварочных импульсов тока сохран етс  посто нной, а частота следовани  их (соответственно и энерги  дуги) плавно нарастает до образовани  перемычки расплавленной капли, но не более 10,0 кГц.

По мере расплавлени  все большего объема торца электрода начинает образовыватьс  капл  расплавленного металла, котора  подвергаетс  воздействию нарастающей частоты сварочного тока. За счет измен ющихс  электродинамических сил, воздействующих на каплю расплавленного металла электрода перпендикул рно его оси и газодинамических сил, возникающих при расширении и сужении столба дуги с частотой следовани  импульсов тока, действующих вдоль оси электрода, капл  расплавленного электродного металла центрируетс  на конце электрода. При достижении определенного объема расплавленного металла образуетс  перемычка между торцом электрода и каплей. В перемычке происходит нарастание плотности тока. С момента нарастани  плотности тока в перемычке плавно уменьшаетс  амплитуда тока и напр жени  до нул , а также частота следовани  и длительность импульсов до минимальных значений (соответственно f 0,3 кГц, мкс). Это предотвращает электродинамический разрыв капли с выбросом жидкого металла за пределы сварочной ванны. Образованна  капл  имеет малые размеры, так как посто нно измен ющиес  электродинамические силы в момент образовани  на торце электрода жидкого металла начинают ст гивать его к оси, в результате чего образуетс  перемычка . При этом капли центрируютс , удерживаютс  относительно оси электрода и направл ютс  в сварочную ванну. Направл емые с торца электрода мелкие капли обладают кинетической энергией, приобретенной за счет воздействи  электродинамических сил, котора  гаситс  при попадании их в сварочную ванну. В результате из ванны выплескиваютс  еще более мелкие капли расплавленного металла. Теплосодержание таких капель незначительно по сравнению с капл ми, направл емыми с торца электрода, так как они имеют еще меньшие размеры и темпера0

0

туру нагрева. При попадании таких капель на основной металл энергии дл  активации ее поверхности в местах их соприкосновени  недостаточно дл , образовани  прочных св зей. Капли легко удал ютс  металлическими щетками. При сварке в среде углекислого газа разбрызгивание расплавленного металла в основном определ етс  за счет потерь с торца электрода. В результате того, что в предлагаемом способе потери металла осуществл ютс  в основном из сварочной ванны, производительность наплавки повышаетс , а трудоемкость сварки снижаетс .

Пример. Сварку встык провод т на плас- 5 тинах из стали Ст. 3 толщиной 4 мм с размерами 100X300 мм. Дл  сварки используют сварочную проволоку марки св. 08Г2С диаметром 1,2 мм. Дл  сравнени  эффективности процесса сварки по известному и предлагаемому способам используют полуавтомат А - 547.

Режимы и сравнительные характеристики процессов сварки по известному и предлагаемому способам приведены в таблице.

Как следует из приведенной таблицы, 5 в процессе проведенных экспериментов установлено , что с увеличением длительности сварочных импульсов тока до 250 мкс, а частоты следовани  их до 12,0 кГц, процент образовани  крупных капель возрастает . Это обусловлено значительным 0 перегретом торца электрода.

При длительност х сварочных импульсов тока, равных 50 мкс, а частоты следовани  их пор дка 0,25 кГц наблюдаетс  увеличение времени расплавлени  электрода и уменьшение скорости сварки. 5 Следовательно, окончательный выбор параметров сварочных импульсов и диапазон их регулировани  определ етс  экспериментально и составл ет: длительность сварочных импульсов тока от 100 до 200 мкс, Q а частота их следовани  от 0,3 до 10,0 кГц.

Способ дуговой сварки плав щимс  электродом обладает следующими преимуществами: устран етс  необходимость применени  защитных покрытий дл  предотвраще- 5 ни  прилипани  сварочных брызг к поверхности основного металла, сокращаетс  трудоемкость зачистки сварных швов в 12-13 раз и повышаетс  производительность сварки до 10%.

Claims (1)

1. 0Формула изобретени 

   Способ дуговой сварки плав щимс  электродом, при котором между электродом и изделием поддерживают маломощную дугу от дополнительного источника 5 посто нного тока с регулируемым наклоном внешней характеристики, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности путем устранени  прилипани 

   брызг, на маломощную дугу налагают импульсы сварочного тока, в процессе расплавлени  торца электрода до образовани  перемычки, амплитуду импульсов и частоту их следовани  плавно увеличивают , длительность импульсов устанавливают 200 икс, причем частота следовани 

   импульсов к моменту образовани  составл ет 10 кГц, а с момента нарастани  плотности тока в перемычке до перехода капли в ванну амплитуду тока снижают до нул , частоту следовани  импульсов - до 0,3 кГц и длительность импульсов - до 100 икс.

   Примечание . На казкдом режиме изготавливают 5 образцов, значение показателей усредненное.