SU747645A1

SU747645A1 - Welding arc length monitoring method

Info

Publication number: SU747645A1
Application number: SU772551095A
Authority: SU
Inventors: Юрий Егорович Сергеев; Эдуард Арнольдович Рикур; Александр Иванович Акулов
Original assignee: Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1980-07-15

Description

Изобретение относитс к области машиностроени и может быть использовано при изготовлении ответственных сварных конструкций, в процессе сварки которых необходимо точно поддерживать заданное рассто ние между электродом и поверхностью свариваемо го материала. В современном производстве дл контрол длины дуги используют сравнение падени напр жени на дуговом промежутке с эталлонным (заданным) напр жением. Разность этих напр жений характеризует отклонение длины дуги от заданной величины 1. Недостаток этого способа заключаетс в том, что измерение длины дуги осуществл етс между электродом и поверхностью сварочной ванны (расплавленным металлом). Это приводит в процессе сварки к усилению колебаний уровн сварочной ванны, вызванны различными причинами (изменением тока , зазора стыка и др.). Так, при опускании уровн сварочной ванны увеличиваетс , рассто ние между концом электрода и поверхность сварочной ванны, при этом регул тор, стабилизиру длину дуги, подает элек род в сварочную ванну, что вызывает дальнейшее опускание уровн сварочной ванны и, в конечном итоге, может привести к прожогам. Известен способ контролировани длины сварочной дуги, при котором падение напр жени на дуге сравнивают с эталонным 2. Известный способ не позвол ет точно поддерживать рассто ние между концом электрода и поверхностью свариваемого материала, так как напр жение дуги, которое сравнивают с опорным напр жением, пропорционально рассто нию от конца электрода до поверхности расплавленного металла (сварочной ванны). Целью изобретени вл етс устранение вли ни колебани уровн сварочной ванны на точность процесса измерени длины дуги. Цель достигаетс тем, что на сварочную дугу накладывают высокочастотное синусоидальное на,пр жение, а величину длины дуги определ ют по падению высокочастотного напр жени на участке от конца электрода до поверхности свариваемого издели контактирующей со сварочной ванной. На чертеже показана сущность спо:соба . Здесь даны: изделие 1 со сварочной ванной 2 (расплавленнхЫй металл) , сварочный электрод 3 и .сварочна дуг 4 с област ми максимального протекани высокочастотных 5 токов и низкочастотного 6 (или посто нного) тока. При наложении на сварочную дугу 4 тока высокой частоты он .потечет по поверхности дуги области 5, основани Которой лежит за пределами сварочной ванны 2. Следовательно, по падению высокочастотного напр жени 4 можно судить о рассто нии от конца электрода 3 до поверхности свариваемого издели 1.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in the manufacture of critical welded structures, during the welding process of which it is necessary to maintain precisely the specified distance between the electrode and the surface of the material being welded. In modern manufacturing, to compare the arc length, a comparison of the voltage drop across the arc gap with the reference (specified) voltage is used. The difference in these voltages characterizes the deviation of the arc length from a given value of 1. The disadvantage of this method is that the arc length is measured between the electrode and the surface of the weld pool (molten metal). In the process of welding, this leads to increased fluctuations in the level of the weld pool due to various reasons (current change, joint gap, etc.). So, when lowering the level of the weld pool, the distance between the end of the electrode and the surface of the weld pool increases, while the regulator, stabilizing the arc length, feeds the electrode into the weld pool, which causes further lowering of the weld pool level and, ultimately, to burn-throughs. A known method of controlling the length of the welding arc, in which the voltage drop across the arc is compared with the reference 2. The known method does not accurately maintain the distance between the end of the electrode and the surface of the material to be welded, since the arc voltage, which is compared with the reference voltage, is proportional to the distance from the end of the electrode to the surface of the molten metal (weld pool). The aim of the invention is to eliminate the effect of fluctuations in the level of the weld pool on the accuracy of the arc length measurement process. The goal is achieved by applying a high-frequency sinusoidal voltage to the welding arc, and the length of the arc is determined by the drop in high-frequency voltage in the area from the end of the electrode to the surface of the product to be welded in contact with the welding bath. The drawing shows the essence of the method: soba. Here are given: product 1 from weld pool 2 (molten metal), welding electrode 3 and welding arc 4 with areas of maximum flow of high-frequency 5 currents and low-frequency 6 (or direct) current. When a high frequency current is applied to the welding arc 4, it will sweep over the arc surface of the region 5, the base of which lies outside the weld pool 2. Therefore, by dropping the high-frequency voltage 4, one can judge the distance from the end of the electrode 3 to the surface of the welded article 1.

Пример осуществлени способа. : Проводились измерени точности 1 онтррлировани рассто ни от конца электрода до поверхности свариваемогAn example of the method. : Accuracy 1 was measured for the distance from the end of the electrode to the surface of the weldable

издели и вли ни колебани уровн обварочной ванны на точность измерени предлагаемым и известным способом. the product and the effect of variations in the level of the weld pool on the measurement accuracy by the proposed and known method.

Дл имитации колебани уровн сварочной ванны примен ли чередованиеAlternation was used to simulate the weld pool level.

.сварки без подкладки и на охлаждаемой подкладке на одних и тех же режимах сварки. Так, при сварке на весу (без подкладки) обратна сторона шва формируетс свободно, что вызывает опускание сварочной ванны, а при переходе на охлаждаемую подкладку уровень сварочной ванны поднимаетс , как охлаждаема подкладка пр -:нудительно формирует обратную сторону , т.е. преп тствует растеканирэ расплавленного металла, а значит и провисанию сварочной ванны. При сварке на весу (без подкладки) уровень сварочной ванны опускаетс , nosTONry расйто ние от конца электрода до поверхности сварочной ванны будет больuiG , чем рассто ние от конца электрода до поверхности свариваемого издели . При переходе на охлаждаемую подкладку уровень сварочной ванны поднимаетс и рассто ние от конца электрода до поверхности сварочной ванны становитс равным рассто нию от конца электрода до поверхности свариваемого издели .Welded without lining and on a cooled lining on the same welding conditions. So, when welding on weight (without lining), the reverse side of the seam is formed freely, which causes the welding bath to lower, and when switching to a cooled lining, the level of the welding bath rises, as the cooled lining pr -: prevents melted metal spreading, and therefore sagging of the weld pool. When welding on weight (without lining) the level of the weld pool is lowered, the nosTONry distance from the end of the electrode to the surface of the weld pool will be larger than the distance from the end of the electrode to the surface of the product to be welded. When switching to a cooled pad, the level of the weld pool rises and the distance from the end of the electrode to the surface of the weld pool becomes equal to the distance from the end of the electrode to the surface of the product to be welded.

Эксперимент проводили при аргонодуговой сварке неплав щимс вольфрамовым электродом листовых заготовок длиной 250 мм на универсальной установке УСГ-1. Свариваемый материал Х18Н9Т толЕциной 0,2 мм, скорость сварки 60 м/час. Примен ли чередование способов сварки на одном и том же образце без подкладки и на медленной водоохлаждаемой подкладке через каждые 50 мм по juiHHe заготовки.The experiment was carried out with argon-arc welding with non-consumable tungsten electrode of sheet blanks 250 mm in length on the universal installation USG-1. Weldable material Х18Н9Т with tolerance 0.2 mm, welding speed 60 m / h. An alternation of welding methods was applied on the same sample without a lining and on a slow water-cooled lining every 50 mm for a juiHHe billet.

Результаты измерений приведены в . таблице. 1Сак видно из таблицы, в предлагаемом способе контролировани длины дуги колебание уровн сварочной Ханны практически не оказывает вли ни на результат измерени , при этом точность измерени повышаетс по сравнению с известным способом более чем в 5 раз. Диапазон накладываемой на сварочную дугу частоты выбран из характера протекани высокочастотных токов в сварочной дуге и максимального высокочастотного градиента потенциала столба дуги. Величина высокочастотной мощности, вводимой в сварочную дугу, выбрана с учетом достаточной точности измерени и минимального вли ни на технологический режим сварки (TOIC и напр жение дуги, ширина и глубина сварного шва и т.д.)The measurement results are given in the table. 1S As can be seen from the table, in the proposed method of controlling the length of the arc, the fluctuation of the welding Hannah level has practically no effect on the measurement result, and the measurement accuracy is increased more than 5 times compared to the known method. The range of the frequency applied to the welding arc is chosen from the nature of the flow of high-frequency currents in the welding arc and the maximum high-frequency gradient of the arc column potential. The magnitude of the high-frequency power introduced into the welding arc was chosen taking into account sufficient measurement accuracy and minimal impact on the welding process conditions (TOIC and arc voltage, width and depth of the weld, etc.)

Продолжение таблицыTable continuation

Claims

Claim

1. A method for controlling the length of the welding arc, in which the voltage drop across the arc is compared with a reference one, characterized in that, in order to eliminate the influence of fluctuations in the level of the weld pool on the accuracy of measuring the length of the arc, a high-frequency sinusoidal voltage is applied to the welding arc, the magnitude of the arc length is determined by a drop in high-frequency voltage in the area from the end of the electrode to the surface of the welded product in contact; with a weld pool.