SU761183A1 - Electrode assembly to heads and burners for arc welding by non-fusable electrode - Google Patents
Electrode assembly to heads and burners for arc welding by non-fusable electrode Download PDFInfo
- Publication number
- SU761183A1 SU761183A1 SU782643167A SU2643167A SU761183A1 SU 761183 A1 SU761183 A1 SU 761183A1 SU 782643167 A SU782643167 A SU 782643167A SU 2643167 A SU2643167 A SU 2643167A SU 761183 A1 SU761183 A1 SU 761183A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electrode
- arc
- welding
- diameter
- electrode assembly
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Description
Изобретение относится к области дуговой сварки в среде защитных газов.The invention relates to the field of arc welding in a protective gas environment.
Известен неплавящийся электрод для дуговой сварки в вакууме, выполненный в виде прутка диаметром 10 мм с внутренним каналом 1—4 мм, через который под небольшим давлением подается инертный газ [1].A non-consumable electrode for arc welding in vacuum, made in the form of a rod 10 mm in diameter with an internal channel of 1-4 mm, through which an inert gas is fed under a small pressure, is known [1].
Недостатками известного неплавящегося электрода являются сложность изготовления и малая стойкость электрода в длительном режиме работы.The disadvantages of the known non-consumable electrode are the complexity of manufacturing and low resistance of the electrode in long-term operation.
Известен неплавящийся электрод, выполненный в виде полого вольфрамового стержня, на поверхностях которого, с целью изменения степени концентрации тепловой энергии, нанесены присадки из окислов металлов с различными эмиссионными свойствами [2].Known non-consumable electrode, made in the form of a hollow tungsten rod, on the surfaces of which, in order to change the degree of concentration of thermal energy, additives from metal oxides with different emission properties are applied [2].
Недостатками известного неплавящегося электрода являются сложность изготовления и малая стойкость электрода.The disadvantages of the known non-consumable electrode are the complexity of manufacturing and low resistance of the electrode.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является многоканальный полый катод к горелкам для дуговой сварки в вакууме, который выполнен в виде набора прутков, установленных в обойме, которая выполняет роль электрододержателя. Каналы катода образованы наружным^, поверхностями прутков {3].The closest solution to the technical nature and the achieved result to the invention is a multi-channel hollow cathode to torches for arc welding in vacuum, which is made in the form of a set of rods installed in the cage, which acts as an electrode holder. The cathode channels are formed by the outer ^, bar surface {3].
22
Однако использование известного многоканального катода в условиях длительной автоматической дуговой сварки труб на трубоэлектросварочных станах при атмо5 сферном давлении оказывается невозможным.However, the use of the well-known multichannel cathode in the conditions of long-term automatic arc welding of pipes on electric welded pipe mills at atmospheric pressure is not possible.
Механизм работы дугового разряда с полым электродом в вакууме и при атмосферном давлении в среде защитных газов резко 10 отличаются друг от друга. У дуги в вакууме (дуга низкого давления) активное пятно располагается внутри полого катода (в известном устройстве, взятом за прототип, на внутренних стенках каналов, образован15 ных наружными поверхностями набора прутков). Такой тип дуги, характеризуемый низкими значениями напряжения горения разряда и сильной эрозией катода, нашел применение в производстве специальных 20 наплавочных работ, операций напыления, а также для сварки редких и цветных металлов в вакууме швов ограниченной длины. При этом применяется дорогостоящее уникальное сварочное оборудование.The mechanism of operation of an arc discharge with a hollow electrode in vacuum and at atmospheric pressure in a protective gas medium is sharply 10 different from each other. In an arc in vacuum (low pressure arc), the active spot is located inside a hollow cathode (in the known device, taken as a prototype, on the inner walls of channels formed by the outer surfaces of a set of bars). This type of arc, characterized by low discharge stresses and strong cathode erosion, has found application in the manufacture of special 20 surfacing operations, spraying operations, as well as for welding rare and non-ferrous metals in vacuum of seams of limited length. It uses expensive unique welding equipment.
2525
Дуги, горящие в среде защитных газов при атмосферном давлении (дуги высокого давления), характеризуются расположением активного пятна на торце рабочего 30 конца катода и значительно большой температурой разогрева.The arcs burning in the environment of protective gases at atmospheric pressure (high pressure arcs) are characterized by the location of the active spot on the end of the working 30 end of the cathode and a significantly higher heating temperature.
33
Поэтому у известного полого многоканального катода в условиях длительной скоростной сварки в среде защитных газов при атмосферном давлении наблюдается оплавление торцов прутков набора и закрытие капиллярных каналов, по которым подается плазмообразующий газ. Сильно развитая эмитирующая поверхность торца рабочего конца такого катода переводит режим горения дуги в неустойчивый из-за блуждения активного пятна дуги.Therefore, at the known hollow multichannel cathode under conditions of long-term high-speed welding in protective gas at atmospheric pressure, the ends of the bars of the set are melted and the capillary channels through which plasma-forming gas is fed are closed. The highly developed emitting surface of the end of the working end of such a cathode transforms the arc burning mode to an unstable one due to the wandering of the active arc spot.
Целью изобретения является обеспечение сварки на повышенных скоростях путем повышения пространственной устойчивости.The aim of the invention is the provision of welding at high speeds by increasing spatial stability.
Это достигается тем, что канал электродного узла, содержащий электрододержатель с установленными в нем прутковыми электродами, образующими канал для подачи защитного газа, образован тремя заточенными электродами, образующими общий рабочий торец с диаметром, равным 0,6— 0,7 диаметра прутка, при этом длина заточки прутков равна 2—3 диаметрам прутка.This is achieved by the fact that the channel of the electrode assembly, containing an electrode holder with bar electrodes installed in it, forming a channel for supplying a protective gas, is formed by three sharpened electrodes forming a common working end with a diameter of 0.6 - 0.7 bar diameter, the length of the sharpening of the bars is equal to 2-3 diameters of the rod.
На фиг. 1 показан общий вид электродного узла; на фиг. 2—3 — фотографии макрошлифов поперечного сечения сварных швов, выполненных соответственно электродным узлом и прутковым неплавящимся электродом.FIG. 1 shows a general view of the electrode assembly; in fig. 2–3 are photographs of macrosections of the cross-section of welds made, respectively, by the electrode unit and the nonconsumable rod electrode.
Три неплавящихся прутка 1 с диаметром с?пр зажаты в общей цанге 2. Общий рабочий торец 3 электродного узла выполнен с диаметром, равным 0,6—0,7 диаметра прутка и длиной заточки прутков, равной 2—3 диаметрам прутка 1.Three non-consumable bars 1 with a diameter of? Pr are clamped in a common collet 2. A common working end 3 of the electrode assembly is made with a diameter of 0.6–0.7 bar diameter and a bar sharpening length of 2-3 bar diameter 1.
Величина диаметра общего рабочего торца электродного узла, равная 0,6—0,7 диаметра прутка ί/Πρ, является оптимальной с точки зрения обеспечения его стойкости в длительном режиме работы, в условиях повышения величин скорости и тока сварки, а также повышения пространственной устойчивости дуги.The diameter of the total working end of the electrode assembly, equal to 0.6–0.7 bar diameter ί / Π ρ, is optimal from the point of view of ensuring its durability in long-term operation, in terms of increasing values of welding speed and current, as well as increasing spatial stability arc.
Увеличение диаметра торца электродного· узла свыше 0,7 с?Пр приводит вначале к возникновению блуждения катодного пятна по увеличенной поверхности рабочего торца, а затем к горению дуги между одним из трех неплавящихся прутков, составляющим катод, и изделием. При этом сварочная дуга утрачивает форму монопотока, а режим ее горения становится неустойчивым. Стойкость катодного узла снижается. Следует отметить наличие большого количества дефектов (прожоги, несплавления) в сварном шве соединения. Наряду с уменьшением стойкости катодного узла и пространственной устойчивости дуги при увеличении диаметра рабочего торца свыше 0,7 с?пр уменьшаются плотность тока и температура столба дуги, а также проплавляющая способность дуги, как источника теплового и динамического воздействия на свариваемый материал.An increase in the diameter of the end face of the electrode node over 0.7 s? P p leads first to the emergence of a cathode spot wandering along the enlarged surface of the working end, and then to the burning of an arc between one of the three non-melting bars constituting the cathode and the product. In this case, the welding arc loses the form of a mono-flow, and its burning mode becomes unstable. The strength of the cathode assembly is reduced. It should be noted that there are a large number of defects (burn-throughs, non-fusion) in the weld of the joint. Along with a decrease in the cathode assembly durability and arc spatial stability with increasing diameter of the working end over 0.7 s? Pr, the current density and temperature of the arc column, as well as the melting capacity of the arc as a source of thermal and dynamic effects on the material being welded, decrease.
761183761183
4four
Уменьшение диаметра рабочего торца ниже величины 0,6 с?Пр приводит к вскрытию внутреннего канала на участке рабочего конца электродного узла.Reducing the diameter of the working end below the value of 0.6 s? P p leads to the opening of the internal channel in the area of the working end of the electrode node.
Вскрытие канала нарушает истечение защитного газа, режим горения сварочной дуги становится неустойчивым.Opening of the channel breaks the outflow of protective gas, the mode of combustion of the welding arc becomes unstable.
С уменьшением длины заточки менееWith shorter grinding length less
2 ί/Πρ плотность тока и температура столба дуги снижаются, поэтому уменьшаются проплавляющая способность и пространственная устойчивость дуги.2 ί / Π ρ the current density and the temperature of the arc column decrease, therefore the penetration ability and spatial stability of the arc decrease.
Кроме того, с уменьшением длины общей заточки отмечено возрастание температуры нагрева и эрозия участка неплавящихся прутков, выступающего их электрододержателя. Повышение температуры и эрозия рабочего торца способствуют потере первоначально заданной геометрической формы электродного узла и нарушению нормальных условий горения дуги, т. е. снижению ее пространственной устойчивости.In addition, with a decrease in the total sharpening length, an increase in the heating temperature and erosion of the section of non-consumable rods and their protruding electrode holder are noted. An increase in temperature and erosion of the working end contribute to the loss of the initially specified geometric shape of the electrode assembly and the disruption of the normal conditions of burning the arc, i.e., reducing its spatial stability.
Увеличение длины общей заточки свышеIncreasing the length of the total sharpening over
3 ί/Πρ, с одной стороны, способствует повышению плотности тока и температуры столба дуги, т. е. повышению ее пространственной устойчивости, но, с другой стороны, при длительном режиме работы наблюдаются подплавление общего рабочего торца, нарушение его геометрической формы и блуждение катодного пятна на оплавленной поверхности, что ведет к потере пространственной устойчивости дуги.3 ί / Π ρ, on the one hand, increases the current density and temperature of the arc column, i.e., increases its spatial stability, but, on the other hand, during long-term operation, the common working end is observed to melt, its geometric shape is disturbed, and cathode spot on the melted surface, which leads to a loss of spatial stability of the arc.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
После закрепления прутков 1 в цанге 2 электрод устанавливают так, чтобы плоскость симметрии треугольника, образованного центрами прутков, совпадала с вектором скорости сварки, а одна из вершин треугольника была направлена по вектору скорости сварки. Подают защитный газ, зажигают дугу и производят сварку.After fixing the bars 1 in the collet 2, the electrode is set so that the plane of symmetry of the triangle formed by the centers of the bars coincides with the welding speed vector, and one of the vertices of the triangle is directed along the welding speed vector. Protective gas is supplied, the arc is ignited and welding is performed.
Наличие трех прутков, образующих один центральный канал, позволяет при относительно небольшом общем диаметре электрода выбирать диаметр прутка в пределахThe presence of three bars, forming one central channel, allows for a relatively small total diameter of the electrode to choose the diameter of the rod within
3—5 мм, обеспечивая возможность длительного режима работы электрода на. больших плотностях тока и скоростях сварки при атмосферном давлении, без сплавления прутков, а следовательно, без потери пространственной устойчивости дуги. Активное пятно дуги располагается на притуплении рабочего конца электрода. Дуга горит устойчиво, а мощный поток защитного газа, вдуваемый через центральный канал соосно катодному потоку дуги, способствует увеличению проплавляющей способности дуги на больших скоростях сварки.3-5 mm, providing the possibility of long-term operation of the electrode on. high current densities and welding speeds at atmospheric pressure, without fusing the rods, and therefore, without losing the spatial stability of the arc. The active arc spot is located at the blunting of the working end of the electrode. The arc burns steadily, and a powerful flow of shielding gas blown through the central channel coaxially with the cathode flow of the arc increases the arc penetrating ability at high welding speeds.
На фиг. 2 приведена фотография макрошлифа поперечного сечения сварного шва на пластине из стали 12Х18Н10Т (диаметр прутка в наборе 3 мм).FIG. 2 is a photograph of the macrosection of the cross section of the weld on a plate made of steel 12X18H10T (bar diameter in a set of 3 mm).
5five
Режим сварки; сварочный ток 370 А, скорость сварки 2,4 м/мин, длина дуги 1,5 мм, расход газа 7,8 л/мин (аргон). Формирование шва качественное с плавным очертанием внешней и обратной сторон шва.Welding mode; welding current 370 A, welding speed 2.4 m / min, arc length 1.5 mm, gas consumption 7.8 l / min (argon). The formation of the seam quality with a smooth outline of the outer and reverse sides of the seam.
В качестве сравнения на фиг. 3 приведена фотография макрошлифа поперечного сечения шва, сваренного обычным способом (в среде аргона при диаметре 5 мм неплавящегося электрода).As a comparison in FIG. 3 is a photograph of the macrosection of a cross section of a weld welded in the usual way (in argon with a diameter of 5 mm of a non-melting electrode).
При неизменности величин сварочного тока и скорости сварки режим неполного проплавления. Формирование шва некачественное (имеет вид отдельных оплавлений порций металла из-за низкой пространственной устойчивости дуги).If the values of welding current and welding speed are unchanged, the mode of incomplete penetration. The formation of the seam is of poor quality (it has the form of individual melts of portions of the metal due to the low spatial stability of the arc).
Рекомендуемые размеры рабочего конца электрода (диаметр и длина притупления) являются оптимальными с точки зрения обеспечения стойкости электрода в длительном режиме работы при атмосферном давлении, пространственной устойчивости дуги на больших скоростях сварки (5— 10 м/мин при сварке труб из стали 12Х18Н10Т).The recommended dimensions of the working end of the electrode (diameter and length of blunting) are optimal from the point of view of ensuring the durability of the electrode in long-term operation at atmospheric pressure, the spatial stability of the arc at high welding speeds (5–10 m / min for welding steel 12X18H10T pipes).
Специальная ориентация трехпруткового электродного узла относительно вектора скорости сварки является обязательной и способствует увеличению проплавляющей способности дуги, еще большему повышению ее пространственной устойчивости с ростом скорости сварки. При этом, как показали исследования, достигаются наиболее благоприятные условия воздействия плазменного потока дуги и потока, вдуваемого через центральный канал защитного газа на сварочную ванну. Подрез, являющийся стационарно образующимся дефектом, присущим высокоскоростным способам сварки, полностью исчезает (фиг. 2). При большем количестве прутков в наборе этот эффект теряется полностью. Кроме того, электродный узел, составленный из трех прутков и ориентированный при сварке, как указано выше,, не требует примененияThe special orientation of the three-prong electrode node with respect to the welding speed vector is mandatory and contributes to an increase in the arc melting ability, an even greater increase in its spatial stability with increasing welding speed. In this case, as studies have shown, the most favorable conditions are achieved for the action of the plasma arc flow and the flow blown through the central channel of the protective gas on the weld pool. The undercut, which is a permanently formed defect inherent in high-speed welding methods, completely disappears (Fig. 2). With more bars in the kit, this effect is completely lost. In addition, the electrode assembly, composed of three rods and oriented during welding, as indicated above, does not require the use of
761183761183
66
специальных устройств для пространственной стабилизации дуги. Смена прутков, образующих электродный узел, производится снятием сжимающего усилия на цангу. Горелка, используемая для сварки электродным узлом, обычная, используется на заводах при сварке на трубоэлектросварочных станах.special devices for the spatial stabilization of the arc. The rods forming the electrode unit are replaced by removing the compressive force on the collet. The torch used for welding with an electrode assembly is a common one, which is used in welding plants in electric pipe welders.
Применение электродного узла при аргоно-дуговой сварке труб из стали 12Х18Н10Т на трубоэлектросварочных станах позволяет повысить производительность оборудования на 50—70% при минимальных капитальных затратах. Важно то, что увеличение скорости сварки осуществляется без увеличения величины сварочного тока. Это дает возможность получать сварное соединение трубной заготовки с высокими механическими характеристиками.The use of an electrode assembly in argon-arc welding of pipes made of 12Х18Н10Т steel on pipe electric welding mills allows an increase in the productivity of equipment by 50–70% with minimal capital expenditures. It is important that the increase in welding speed is carried out without increasing the value of the welding current. This makes it possible to obtain a welded joint of a tubular billet with high mechanical characteristics.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782643167A SU761183A1 (en) | 1978-07-11 | 1978-07-11 | Electrode assembly to heads and burners for arc welding by non-fusable electrode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782643167A SU761183A1 (en) | 1978-07-11 | 1978-07-11 | Electrode assembly to heads and burners for arc welding by non-fusable electrode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU761183A1 true SU761183A1 (en) | 1980-09-07 |
Family
ID=20776417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782643167A SU761183A1 (en) | 1978-07-11 | 1978-07-11 | Electrode assembly to heads and burners for arc welding by non-fusable electrode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU761183A1 (en) |
-
1978
- 1978-07-11 SU SU782643167A patent/SU761183A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2756311A (en) | High-speed tandem arc working | |
CA2174317C (en) | Plasma torch | |
US4564740A (en) | Method of generating plasma in a plasma-arc torch and an arrangement for effecting same | |
NL8402640A (en) | GAS METAL BOW WELDING METHOD. | |
JP2007000933A (en) | Tig welding or braze welding with metal transfer via liquid bridge | |
JP2912693B2 (en) | Gas metal arc welding method for aluminum base material | |
JP5413218B2 (en) | Hollow electrode arc / laser coaxial welding method | |
WO2018145544A1 (en) | Welding torch used for laser beam-plasma arc hybrid welding | |
Ikpe et al. | Effects of arc voltage and welding current on the arc length of tungsten inert gas welding (TIG) | |
US4572942A (en) | Gas-metal-arc welding process | |
US5734144A (en) | Plasma arc welding method and apparatus in which a swirling flow is imparted to a plasma gas to stabilize a plasma arc | |
US4220844A (en) | Method of and device for plasma MIG welding | |
SU761183A1 (en) | Electrode assembly to heads and burners for arc welding by non-fusable electrode | |
JP4327153B2 (en) | Arc constriction shield nozzle | |
US3344256A (en) | Method for producing arcs | |
US2510960A (en) | Metal cutting rod and process | |
RU2319584C1 (en) | Electric arc surfacing and welding method with combination type gas shield | |
JPS597545B2 (en) | Consumable electrode arc welding method for steel | |
US4035605A (en) | Narrow groove welding method, and welding apparatus for practicing the method | |
AU6134000A (en) | Process and unit for the mig welding of aluminium and its alloys | |
CN111375896A (en) | Welding torch for laser and photoelectric arc composite welding | |
US5399831A (en) | Ternary gas plasma welding torch | |
CN210848805U (en) | Welding torch for laser and photoelectric arc composite welding | |
US3275786A (en) | High speed butt welding method and apparatus | |
Al-Quenaei | Fusion welding techniques |