SU437587A1

SU437587A1 - The method of fusion welding with several successive electrodes

Info

Publication number: SU437587A1
Application number: SU1750561A
Authority: SU
Inventors: Григорий Александрович Славин; Евгений Азриелович Столпнер; Владимир Константинович Шмелев; Владимир Петрович Цветков
Original assignee: Предприятие П/Я М-5671
Priority date: 1972-02-22
Filing date: 1972-02-22
Publication date: 1974-07-30

Description

1one

Известен способ сварки плавлением несколькими последовательно расположенными электродами с подачей кратковременных импульсов тока различной формы.A known method of fusion welding by several successively arranged electrodes with the supply of short-term current pulses of various shapes.

Однако этот способ не обеспечивает надежных условий встр хивани жидкого металла сварочной ванны и дроблени структуры шва за счет чего можно повысить качество сварного соединени .However, this method does not provide reliable conditions for shaking the molten metal of the weld pool and crushing the weld structure, thereby improving the quality of the weld joint.

Предлагаемый способ отличаетс от известного тем, что на один из электродов накладывают импульсы тока, амплитудное значение которых определ ют в соответствии с формулойThe proposed method differs from the known one in that current pulses are superimposed on one of the electrodes, the amplitude value of which is determined in accordance with the formula

4 (400-700) б-(30-70)5,4 (400-700) b- (30-70) 5,

где /а - амплитудное значение тока. А;where / a is the amplitude value of the current. BUT;

б - глубина проплавлени металла, мм; 5 - рассто ние между электродами, мм.b - metal penetration depth, mm; 5 - distance between electrodes, mm.

Частоту следовани импульсов выбирают от 10 до 50 Гц.The pulse frequency is selected from 10 to 50 Hz.

При наложении импульсов тока с параметрами , соответствующими указанному соотношению , обеспечиваетс наиболее эффективное измельчение составл юш;их структуры металла шва. Эффект измельчени структуры шва может быть получен при встр хивании металла сварочной ванны за счет динамического воздействи имнульсов тока на жидкий металл , если параметры этих импульсов будут обеспечивать необходимое по величине механическое воздействие с частотой, близкой к частоте собственных колебаний элементов кристаллизующейс ванны.When current pulses are applied with parameters corresponding to the specified ratio, the most efficient grinding is achieved: their structure of the weld metal. The effect of grinding the seam structure can be obtained by shaking the metal of the weld pool due to the dynamic effect of current pulses on the liquid metal, if the parameters of these pulses provide the necessary mechanical impact with a frequency close to the natural vibration frequency of the elements of the crystallizing bath.

Известно, что динамическое (механическое) воздействие импульсов тока на металл сварочной ванны (давление дуги в имнульсе) пропорционально квадрату амплитудного значени тока /а.It is known that the dynamic (mechanical) effect of current pulses on the weld pool metal (arc pressure in impulses) is proportional to the square of the amplitude value of the current / a.

Степень измельчени структуры зависит от расположени места приложени импульсов относительно фронта кристаллизации жидкого металла.The degree of comminution of the structure depends on the location of the place where the pulses are applied relative to the crystallization front of the liquid metal.

Чем дальше расположено место ввода импульсов давлени от фронта кристаллизации, тем больше должен быть импульс давлени , т. е. те.м больше должно быть амплитудное значение тока импульса. Параметры импульсов тока завис т также от глубины ванны жидкого металла и теплофизических свойств его.The further away is the place where the pressure impulses are introduced from the crystallization front, the greater must be the pressure impulse, i.e., the more the amplitude value of the impulse current must be. The parameters of the current pulses also depend on the depth of the bath of the liquid metal and its thermophysical properties.

Пепременным условием измельчени (дроблени ) структуры вл етс совпадение частоты импульсов тока с частотой собственных колебаний дендритов или жидкого металла в непосредственной близости от фронта кристаллизации . Экспериментально установлено, что дл большинства практически примен емыхA prerequisite for grinding (crushing) the structure is the coincidence of the frequency of current pulses with the frequency of natural oscillations of dendrites or a liquid metal in the immediate vicinity of the crystallization front. It was established experimentally that for the majority of practical applications

металлов и сплавов, например сплавов на огнове алюмини , меди, титана, никел , ниоби , железа и др., диапазон онтимальных частот импульсов тока равен 10--50 Гц.metals and alloys, such as alloys on the fire of aluminum, copper, titanium, nickel, niobium, iron, etc., the range of optimal frequencies of current pulses is 10--50 Hz.

Таким образом, приведенное соотношение учитывает необходимые услови дл получени эффекта измельчени структуры металла шва за счет динамического воздействи импульсами тока на кристаллизующийс металл.Thus, the above ratio takes into account the necessary conditions for obtaining the effect of grinding the structure of the weld metal due to the dynamic effect of current pulses on the crystallizing metal.

Выбор электрода, на который должны накладыватьс импульсы тока в соответствии с указанным соотношением, зависит от решаемой задачи. Если нужно повысить плотность металла шва за счет дроблени различных включений, например окисной пленки при сварке алюминиевых сплавов, то импульсы тока должны накладыватьс на электрод, под которым располагаетс максимальна глубина ванны.The choice of electrode on which current pulses are to be superimposed in accordance with the indicated ratio depends on the problem being solved. If it is necessary to increase the density of the weld metal by crushing various inclusions, such as an oxide film, when welding aluminum alloys, current pulses should be superimposed on the electrode, under which the maximum depth of the bath is located.

Дл измельчени структуры металла шва импульсы тока должны подаватьс на последний электрод, так как структура шва формируетс в хвостовой части ванны. При этом предыдуш:ие электроды могут быть как неплав щимис , так и плав щимис , а источники тепла могут быть как с посто нной во времени , так и с пульсирующей по заданному закону мощностью.To grind the structure of the weld metal, current pulses must be fed to the last electrode, since the weld structure is formed in the tail section of the bath. At the same time, previous electrodes can be both non-melting and melting, and heat sources can be both constant in time and pulsed according to a given power.

Дл повышени степени измельчени структуры и свойств сварного шва рационально встр хивать металл при минимальном вводе тепла в жидкий металл. Отсутствие тепловложени при измельчении структуры предотвращает рост и оплавление зерен, интенсивное выпадание различных фаз в процессе кристаллизации и рекристаллизации.To increase the degree of comminution of the structure and properties of the weld, it is reasonable to shake the metal with minimal heat input to the liquid metal. The absence of heat input during the grinding of the structure prevents the growth and melting of the grains, the intensive precipitation of various phases in the process of crystallization and recrystallization.

С целью уменьшени теплового воздействи на сварочную ванну импульсы тока накладывают на последний электрод, промежуток между которым и изделием ионизируют высокочастотным разр дом, т. е. между последним электродом и изделием не возбуждаетс какой-либо дополнительный источник тепла, например дуга или плазма.In order to reduce thermal effects on the weld pool, current pulses are superimposed on the last electrode, the gap between which and the product is ionized with high-frequency discharge, i.e. no additional heat source, such as an arc or plasma, is excited between the last electrode and the product.

5 Дл прохождени же импульсов тока через этот промежуток последний ионизируетс с помощью высокочастотного разр да осцил тора . Такой процесс наиболее эффективен, когда необходимо сохранить ориента-цию периферийных кристаллитов шва, получаемую при кристаллизации ванны после нредыдущего источника тепла. Например, при двухэлектродной сварке, когда с первого электрода горит пульсирующа дуга на режимах, обеспечивающих5 For the passage of current pulses through this gap, the latter is ionized by means of a high-frequency discharge of an oscillator. Such a process is most effective when it is necessary to preserve the orientation of the peripheral weld crystallites, obtained by crystallization of the bath after a previous heat source. For example, in two-electrode welding, when a pulsating arc is burning from the first electrode in modes that provide

5 круглую форму зеркала ванны, целесообразно5 round shaped bath mirrors, appropriate

сохранить радиально направленную структуруkeep radial structure

на периферии шва и измельчить ее в осевойon the periphery of the seam and grind it in the axial

части шва.parts of the seam.

Сварные швы с измельченной структурой заWelded seams with a crushed structure in

0 счет динамического воздействи импульсов тока обладают более высокими свойствами.0 due to the dynamic effect of current pulses have higher properties.

Предмет изобретени Subject invention

Способ сварки плавлением несколькими последовательно расположенными электродами с подачей кратковременных импульсов тока различного назначени , отличающийс тем, что, с целью повышени качества сварного щва за счет встр хивани жидкого металла, на один из электродов накладывают импульсы тока, амплитудное значение которых определ ют в соответствии с формулойThe method of fusion welding with several successively arranged electrodes with the supply of short-term current pulses of various purposes, characterized in that, in order to improve the quality of the weld by shaking the liquid metal, current pulses are superimposed on one of the electrodes, the amplitude value of which is determined in accordance with the formula

/а (400-700) б- (30-70)5, где /а - амплитудное значение тока импульса , а;/ a (400-700) b- (30-70) 5, where / a is the amplitude value of the pulse current, a;