SU1738576A1 - Способ односторонней дуговой автоматической сварки под флюсом и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматической дуговой сварке под флюсом с принудительным формированием обратной стороны шва и может быть использовано при изготовлении сварных листовых и корпусных конструкций. Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  независимо от изменений зазора в стыке и толщины свариваемых листов, а также улучшение формировани  diea за счет поперечной вибрации ползуна. При сварке флюс, просыпа сь через зазорлистов 11,попадает в накопитель флюса ползуна 3, плавитс , образу  шлаковую прослойку между дугой и ползуном 3 и заполн   формирующую канавку . При горении на низком (I) энергетическом уровне образуетс  шлакова  коронка 13, преп тствующа  прохождению флюса, который переплавл етс  при переходе дуги на высокий (II) энергетический уровень. При возвращении на I энергетический уровень флюс успевает попасть в накопитель . При этом поступление шлака в формирующую канавку носит периодический характер. При вибрации ползуна 3 относительно шарнира 4 создаетс  направленное принудительное перемещение флюса в сторону, обратную направлению сварки, в хвостовую часть ползуна 3. Частота и длительность импульсов сварочного тока выбираютс  в зависимости от толщины листов и скорости сварки. При этом упрощаетс  техника выполнени  процесса, улучшаетс  формирование шва при изменении зазора в процессе сварки одного шва. 2 с.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил. VJ СО со ел XI о

Description

Изобретение относитс  к автоматической дуговой сварке под флюсом с принудительным формированием обратной стороны шва и может быть использовано при изготовлении сварных листовых и корпусных конструкций.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварного соединени  независимо от изменений улучшение формировани  шва за счет поперечной вибрации ползуна .

На фиг. 1 приведена схема выполнени  процесса сварки; на фиг. 2 - устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа, общий вид; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2.

Устройство содержит П-образный корпус 1 с днищем и боковыми сторонами с

опорными поверхност ми 2, ползун 3, на нижней поверхности которого закреплено днище корпуса 1 с помощью шарнира 4. Ползун 3 снабжен формирующей канавкой 5 и накопителем 6 флюса треугольной формы с поверхностью 7 дл  забора флюса. На формирующей поверхности ползуна 3 в месте размещени  канавки 5 выполнены перфорационные каналы 8, соедин ющие канавку 5 с эжектором 9. В хвостовой части ползуна 3 закреплен генератор 10 колебаний пневматического типа. На фиг. обозначены также свариваемые листы 11, слой 12 шлака, шлаковые короики 13 и 14. а также плавильные пространства I и И.

Предлагаемый способ реализуетс  следующим образом.

Флюс засыпают на поверхность свариваемых листов и возбуждают дугу. Просыпа сь сквозь зазор листов 11 между кромками свариваемых листов, флюс попадает в накопитель б ползуна 3, размещенный под плавильным пространством сварочной дуги, плавитс , образу  защитную шлаковую прослойку между дугой и ползуном 3, котора  заполн ет формирующую канавку 5 по мере накоплени  шлака в накопителе и вытеснени  его сварочной дугой. При этом сварка выполн етс  по увеличенному слою 12 шлака с образованием шлаковой коронки 13. Шлакова  коронка 13 образуетс  при горении дуги с низким энергетическим уровнем и плавильным пространством I, поступление флюса на ползун 3 ухудшаетс , а флюс переплавл етс  при переходе дуги на более высокий энергетический уровень с плавильным пространством II. При переходе дуги на низкий энер1етический уровень флюс подаетс  в накопитель 6. Таким образом, поступление шлака в формирующую канавку носит периодический характер, что улучшает формирование обратной стороны шва. Шлакова  коронка 14, образующа с  при горении дуги на высоком энергетическом уровне, не оказывает вли ни  на формирование поверхности шва.

Устройство работает следующим образом .

При перемещении ползуна 3 вместе с корпусом 1 включают генератор 10 колебаний , который воздействует на ползун 3, подверга  его колебани м относительно шарнира 4 в плоскости, параллельной плоскости размещени  опорных поверхностей 2 боковых сторон корпуса 1. Место расположени  пневматического генератора колебаний 10, частота и амплитуда поперечных колебаний подбираютс  так, что создаетс  направленное принудительное перемещение флюса и сварочной ванны а сторону.

обратную направлению сварки, в хвостовую формирующую часть ползуна 3. Частота поперечных колебаний ползуна (10 - 30 Гц) зависит от скорости вращени  стального

шарика в генераторе колебаний и регулируетс  изменением подачи сжатого воздуха в генератор через газовый редуктор. Амплитуда колебаний регулируетс  винтами. Принудительна  подпитка накопител  6 флюсом,

0 а формирующей канавки 5 шлаком производитс  с помощью вибрации ползуна 3.

Размеры накопител  6 выбраны так, что плавильное пространство 1 дежурной дуги перекрывает наклонную площадку (поверх5 ность 7) примерно на половину ее длины. Частота и длительность импульсов дежурной и основной дуг завис т от толщины свариваемых листов и скорости сварки и подбираетс  опытным путем. Канавка 5 с

0 цилиндрической поверхностью и линейно увеличивающимис  от начала к концу ползуна размерами способствует перемещению расплава в формирующую хвостовую часть ползуна 3 и сосредоточению его по оси фор5 мирующей канавки 5, свободному прохождению ползуна 3 вдоль формируемого обратного валика без образовани  задиров, отжиманию ползуна 3 от свариваемых листов 11 и получению оптимальной геометрии

0 обратной стороны шва. Зазор между нижней плоскостью свариваемых листов 11 и верхней поверхностью ползуна 3, создаваемый выступающими опорными поверхност ми 2 корпуса 1, обеспечивает возможность

5 поперечных перемещений ползуна 3 под воздействием генератора 10 колебаний и снижает веро тность образовани  подрезов от вытесн емого дугой на периферии канавки 5 и быстро затвердевающего по кра м обратно0 го валика шва шлака,

Перфорационные каналы 8, расположенные от дуги и накопител  6 шлака на определенном рассто нии, завис щем от длины сварочной ванны и режима работы

5 генератора 10, служат дл  температурной сепарации кристаллизующегос  металла О пл 1500°С) и жидкого шлака (Тж.ш. 1150 - 1250°С), принудительного удалени  избыточного шлака, создани  под кристал0 лизующимс  швом подформирующего аакуума и соедин ютс  с вакуумным патрубком эжектора 9, закрепленным в нижней части ползуна 3. Сечение и количестао- пер- форационных каналов 8 зависит от в зкости

5 сварочного шлака и подбираетс  опытным путем, а разрежение в вакуумном патрубке регулируетс  и контролируетс  подачей воздуха в эжектор 9 через газовый редуктор. На всем прот жении формирующего участка увеличенна  шлакова  прослойка в канавке

находитс  в жидкотекучем (Тш 1400 - 1500°С) состо нии благодар  подогреву сверху перегретым (Т 1700°С) расплавленным металлом сварочной ванны.

При перемещении ползуна 3 эжектиро- вание избыточного шлака, активно поступа- ющего под действием вибрации в хвостовую часть ползуна, происходит в начале зоны кристаллизации обратного валика шва и каналов 8, где жидка  прослойка шлака под действием разрежени  и подса- сьжаемого в вакуумный патрубок со стороны формирующей канавки 5 воздуха разрываетс , и ее капли, движущиес  в эжекторе 9 воздушными потоками, через вакуум- ный и напорный патрубки удал ютс  из эжектора и выбрасываютс  наружу. Кристаллизующа с  снизу хвостова  часть ванны при удалении из-под нее излишков шлака под действием гидростатического давлени  своей верхней жидкой части, разрежени  в перфорационных каналах и вибрации проседает на холодную медную канавку 5, копиру  ее цилиндрическую поверхность, охлаждаетс  и выходит в широкую хвостовую часть ка- навки 5 и за пределы ползуна 3.

Необходимое дл  смачивани  ползуна 3 и защиты остывающего обратного валика от кислорода воздуха количество шлака при его эжектировании удерживаетс  на кри- сталлизующейс  поверхности обратного валика силами адгезии и поверхностного нат жени .

Режимы сварки по предлагаемому способу сварки на увеличенном шлаковом под- слое, с принудительным эжектированием шлака вакуумированием, подформирова- нием шва вакуумом, пульсирующей дугой, с поперечной вибрацией ползуна приведены в таблице.

Использование предлагаемых способа и устройства односторонней автоматической сварки на движущемс  ползуне позвол ет расширить диапазон примен емых сварочных флюсов с переходом к более вы- сокоосновным флюсам, повышающим эксплуатационные характеристики сварного соединени , но обладающим худшими по сравнению с примен емыми кислыми флюсами формирующими свойствами.

Claims (1)

1. Способ односторонней дуговой автоматической сварки под флюсом с принудительным формированием обратной стороны шва на движущемс  совместно со сварочной головкой ползуне с формирующей канавкой, при котором заполнение формирующей канавки флюсом осуществл ют в процессе сварки через зазор в свариваемых кромках, создают избыток флюса на участке непосредственно под дугой, а на начальном участке кристаллизации сварочной ванны создают разрежение со стороны дна канавки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени  независимо от изменений зазора в стыке и толщины свариваемых листов, сварку выполн ют пульсирующей дугой на двух энергетических уровн х, соответствующих токам дежурной и основной дуг, с одновременной поперечной вибрацией ползуна в плоскости его перемещени .

2 Устройство дл  односторонней дуговой автоматической сварки под флюсом с принудительным формированием обратной стороны шва, содержащее сварочную головку с электродом и св занный с головкой ползун пр моугольного сечени  с формирующей канавкой и накопителем флюса треугольного сечени , размещенными на его формирующей поверхности, а также с эжектором , установленным на поверхности ползуна , обратной формирующей, и соединенным с канавкой перфорационными каналами, отличающеес  тем, что, ползун снабжен вибратором, выполненным в виде П-образ- ного корпуса с днищем и боковыми сторонами с опорными поверхност ми, выступающими над формирующей поверхностью ползуна, и генератора колебаний, при этом корпус днищем шарнирно закреплен в головной части ползуна на его поверхности, обратной формирующей , и размещен с зазорами между его боковыми сторонами и ползуном а ползун своей хвостовой частью соединен с (енера- тором колебаний в плоскости, параллельной плоскости размещени  опорных поверхностей боковых сторон П-образного корпуса.

Примечание. Режимы сварки даны дл  сварки углеродистой и низколегированной стали проволокой диаметром

k мм, на пр мой пол рности, дл  флюса АН-37П, с разрежением в закрытом вакуумном патрубке эжектора 0,097-0,098 МПа, при расходе сжатого воздуха, подаваемого в эжектор- 2,-3,0 м3/ч, в вибратор - 2,5 м3/ч.

Сварка пульсирующей дугой с синхронизированной скоростью подачи электродной проволоки. Сварка пульсирующей дугой с посто нной скоростью подачи электродной проволоки о Длительность нижнего энергетического уровн  дуги составл ла 0,6-0,7 с, а верхнего - 0,4-0,5 с.

Фиг.2

А-А

Фиг Л