SU747642A2

SU747642A2 - Method of electric-arc welding with consumable electrode, with short-circuiting of the arc gap

Info

Publication number: SU747642A2
Application number: SU782608060A
Authority: SU
Inventors: Иван Семенович Пинчук; Александр Львович Хейфец; Вениамин Федорович Постаушкин; Генрих Данилович Куликов; Борис Васильевич Худяков
Original assignee: Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола
Priority date: 1978-04-24
Filing date: 1978-04-24
Publication date: 1980-07-15

Description

Изобретение относится к сварке на режимах с короткими эаьмкациями дугового промежутка, используемых преимущественно при сварке в защитных газах, главным образом в углекислом ! газе, изделий толщиной до 4...6 мм.The invention relates to welding in modes with short emcations of the arc gap, used mainly when welding in shielding gases, mainly in carbon dioxide! gas, products up to 4 ... 6 mm thick.

В основном авт. св № 563241 описан способ электродуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка, по которому к моменту разрыва перемычки кратковременно снижают протекающий по ней ток, а момент коммутации определяют в результате непрерывного измерения падения напряжения на перемычке и 15 точка по Достижении э-тими величинами порогового значения.Mostly aut. St. No. 563241 describes a method of electric arc welding with a consumable electrode with short circuits of the arc gap, by which by the time the jumper breaks, the current flowing through it is briefly reduced, and the switching moment is determined by continuously measuring the voltage drop across the jumper and 15 point by reaching these threshold values values.

При реализации описанного способа возникают трудности, вызванные тем. что на ряду с короткими замыканиями 20 длительностью более 1 мс, во время которых осуществляется перенос металла с электродами в сварочную ванну, в процессе сварки имеет место большое количество кратковременных коротких замыканий, длительность которых не ; превышает 1 мс. Такие замыкания не сопровождаются переносом металла, однако как и длительные, вызывают разбрызгивания. Из-за высокой скорости 30 изменения падения напряжения на перемычке и ограниченного быстродействия тиристорных коммутаторов тока, определяемого индуктивностью контура коммутации тока, не удается своевременно снизить ток к концу кратковременных коротких замыканий и тем самым устранить вызванное ими разбрызгивание.When implementing the described method there are difficulties caused by that. that along with short circuits 20 lasting more than 1 ms, during which metal with electrodes is transferred to the weld pool, during the welding process there is a large number of short-term short circuits, the duration of which is not; exceeds 1 ms. Such short circuits are not accompanied by metal transfer, however, like long ones, they cause splashing. Due to the high rate of 30 changes in the voltage drop across the jumper and the limited speed of the thyristor current switches, determined by the inductance of the current switching circuit, it is not possible to timely reduce the current to the end of short-term short circuits and thereby eliminate the spatter caused by them.

Целью изобретения является повышение качества процесса сварки за счет снижения разбрызгивания металла и повышения стабильности его переноса.The aim of the invention is to improve the quality of the welding process by reducing metal spatter and increasing the stability of its transfer.

Это достигается тем, что помимо коммутации тока в конце короткого замыкания в момент начала короткого замыкания, который определяют в результате непрерывного измерения падения напряжения на другом промежутке по фронту снижения абсолютного значения измеряемой величины при достижении ею порогового значения в интервале 5-15 в, снижают ток до значения 230 А на промежуток времени в интервале 0,1—1 мс.This is achieved by the fact that in addition to switching the current at the end of the short circuit at the time of the beginning of the short circuit, which is determined by continuously measuring the voltage drop in another gap along the front of decreasing the absolute value of the measured value when it reaches a threshold value in the range of 5-15 V, the current is reduced to a value of 230 A for a period of time in the range of 0.1-1 ms.

Момент начала короткого замыкания выявляют с помощью порогового устройства по напряжению на дуговом промежутке при срабатывании его на фронте.. снижения абсолютного значенияThe moment of the beginning of a short circuit is detected with the help of a threshold device according to the voltage at the arc gap when it is triggered at the front .. decrease in absolute value

Влияние коммутации тока на разбрызгивание металла : этого напряжения. Порох·’ срабатывания устанавливают в диапазоне 5-15 В , позволяющем наиболее надежно выявить моменты начала короткого замыкания. Нижняя граница диапазона ограничивается падением напряжения на вылете г электрода, которое может достигать ‘ ³ р 8 , верхняя граница - нижним пределом величины пульсаций напряжения во время горения дуги, на которые пороговое устройство не должно срабатывать.The effect of switching current on metal spatter: this voltage. Gunpowder '' operation is set in the range of 5-15 V, which allows the most reliable detection of the moments of the onset of a short circuit. The lower limit of the range is limited by the voltage drop at the electrode outreach r, which can reach ' ³ p 8, the upper limit - by the lower limit of the voltage ripple during arc burning, to which the threshold device should not be triggered.

Ток в процессе коммутации снижают до 2 - ЗОА. Остаточный ток 2 - 5Д необходим для возбуждения дуги и предотвращения разрывов, сварочной цепи при отдельных случайных кратковремен- 15 ных коротких замыканиях, которые, несмотря на коммутацию тока, не удалось * перевести в длительные короткие замыкания. При тока более ЗОА снижается эффективность коммутации, т.е. значи- 20 тельно возрастает количество кратковременных, коротких замыканий.The current in the process of switching is reduced to 2 - ZOA. A residual current of 2–5 D is necessary to initiate an arc and prevent breaks in the welding circuit during individual random short-term short-circuits, which, despite the switching of the current, could not be converted to long-term short-circuits. When the current is more than ZOA, the switching efficiency decreases, i.e. significantly increases the number of short-term short circuits.

Длительность интервала времени, на который снижают ток, составляет 25The duration of the time interval for which the current is reduced is 25

0,1-1 мс. При меньших значениях не всегда успевает сформироваться крупная перемычка между электродом и сварочной ванной, взрыв которой наиболее просто предотвратить последующей коммутацией тока. Верхняя граница диапазона определяется условием устойчивости процесса сварки, особенно при малых значениях среднего напряжения на дуговом промежутке. При возможноети регулировать длительность рассматриваемого интервала целесообразно с ростом среднего напряжения на дуге стремиться к верхней границе указанного диапазона.0.1-1 ms. At lower values, a large jumper between the electrode and the weld pool does not always have time to form, the explosion of which is most simply prevented by subsequent switching of the current. The upper limit of the range is determined by the stability condition of the welding process, especially at low values of the average voltage in the arc gap. If it is possible to adjust the duration of the considered interval, it is advisable to increase the average voltage across the arc to the upper boundary of the specified range.

На чертеже приведены осциллограммыпадения напряжения U и сварочного тока 3 во время короткого замыкания при ведении процесса по предлагаемому способу. 45The drawing shows oscillograms of the voltage drop U and welding current 3 during a short circuit during the process according to the proposed method. 45

Перенос металла с коммутацией тока в начале каждого короткого замыкания характеризуется отсутствием кратковременных коротких замыканий и повыше- §0 нием стабильности продолжительностей длительных коротких замыканий. Это позволяет гораздо эффективнее снизить разбрызгивание в результате коммутации тока в конце короткого замыкания.Transfer of metal with current switching at the beginning of each short circuit is characterized by the absence of short-term short circuits and increased §0 stability of durations of long-term short circuits. This allows a much more efficient reduction of spatter due to current switching at the end of the short circuit.

Способ реализуется с помощью тиристорных коммутаторов тока.The method is implemented using thyristor current switches.

Пример. Было определено разбрызгивание металла при сварке в углекислом газе проволокой Св - 08Г2С 60 диаметром 1,6 мм на режиме . 0_с6 = = 280...30Q.A, 1Ц = 23...25. Разбрызгивание определялось по общепринятой методике при трехкратном дублировании эксперимента (см. таблицу). 65Example. It was determined the spraying of metal when welding in carbon dioxide with wire Sv - 08G2S 60 with a diameter of 1.6 mm in the mode. 0 _c6 = = 280 ... 30Q.A, 1C = 23 ... 25. Spraying was determined according to the generally accepted method for triple duplication of the experiment (see table). 65

Вариант коммутации тока Current Switching Option Разбрызгивание, % Spatter% Обычный процесс без коммутации Normal process without switching 15,5 15,5 Коммутация тока только в начале коротко-, го замыкания Current switching only at the beginning of a short circuit 15,2 15,2 Коммутация тока только в конце замыкания Current switching only at the end of the circuit 8,8 8.8 Коммутация тока в начале и. конце короткого замыкания Switching current at the beginning and. end of short circuit 6,1 6.1

Как видно из таблицы, одна лишь коммутация тока в начале короткого замыкания не приводит к заметному снижению разбрызгивания. Это связано с тем, что в результате одной лишь такой коммутации наблюдается возрастание частоты длительных коротких замыканий, а следовательно, и количество взрывающихся при этом перемычек, что компенсирует снижение разбрызгивания, ожидаемое в результате устранения кратковременных коротких замыканий. Однако совместно с коммутацией тока в конце короткого замыкания удается добиться значительного снижения .разбрызгивания. При этом разбрызгивание снижается дополнительно в 1,2...1,5 раза по сравнению с возможностями способа по основному авторскому свидетельству.As can be seen from the table, only switching the current at the beginning of the short circuit does not lead to a noticeable reduction in spatter. This is due to the fact that as a result of only such switching, an increase in the frequency of long-term short circuits is observed, and therefore, the number of jumpers exploding in this case, which compensates for the reduction in spatter expected as a result of eliminating short-circuit short-circuits. However, together with the switching of the current at the end of the short circuit, it is possible to achieve a significant reduction in spraying. In this case, the spraying is reduced an additional 1.2 ... 1.5 times compared with the capabilities of the method according to the main copyright certificate.

предлагаемый способ особенно эффективен на режимах сварки, сопровож?ающихся в обычном случае нестабильым переносом металла, большим количеством кратковременных коротких замыканий и разбрызгиванием.the proposed method is especially effective in welding modes, accompanied in the usual case by unstable metal transfer, a large number of short-term short circuits and spatter.

Claims

1. USSR author's certificate No. 563241, cl. In 23 K 9/00, 1973 (prototype).