SU799926A1

SU799926A1 - Method of automatic twin-ars welding of t-joints

Info

Publication number: SU799926A1
Application number: SU782648632A
Authority: SU
Inventors: Людмила Владимировна Карасева; Михаил Борисович Жуков
Original assignee: Предприятие П/Я М-5671
Priority date: 1978-07-25
Filing date: 1978-07-25
Publication date: 1981-01-30

Description

Союз Советских Социалистических РеспубликUnion of Soviet Socialist Republics

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийUSSR State Committee for Inventions and Discoveries

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 25.07.79 (21) 2648632/25-27 с присоединением заявки № - (23) ПриоритетTO AUTHOR'S CERTIFICATE (61) Additional to author. certificate-wu - (22) Declared July 25, 79 (21) 2648632 / 25-27 with the addition of application No. - (23) Priority

Опубликовано 3Q01.81. Бюллетень N9 4Published on 3Q01.81. Bulletin N9 4

Дата опубликования описания 3.0.01.81 (72) Авторы изобретенияDate of publication of the description 3.0.01.81 (72) The inventors

Л. В. Карасева и М. Б. Жуков (71) Заявитель (1.)799926 (51 )М. Кл.³ L.V. Karaseva and M. B. Zhukov (71) Applicant (1.) 799926 (51) M. Cl. ³

В 23 К 9/16 (53) УДК 621.791 .B 23 K 9/16 (53) UDC 621.791.

.75(088.8).75 (088.8)

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ(54) METHOD FOR AUTOMATIC

ДВУХДУГОВОЙ СВАРКИ ТАВРОВЫХ СОЕДИНЕНИЙDOUBLE ARC WELDING

Способ относится к технологии сварки тавровых соединений, преимущественно с большей толщиной полки по сравнению со стенкой тавра, одновременно двумя дугами и может быть использован в различных отраслях промышленности при изготовлении тав-. ровых и двутавровых балок, ребристых панелей.The method relates to the technology of welding of T-joints, mainly with a greater thickness of the shelf compared to the wall of the brand, simultaneously two arcs and can be used in various industries in the manufacture of TAV-. flat and I-beams, ribbed panels.

Известен способ автоматической сварки с электромагнитным перемешиванием расплава сварочной ванны, по которому на электрод накладываются 'импульсы знакопеременных магнитных полей повышенной скважности с частотой равной частоте питающего напряжения. Этот способ можно применять при двухдуговой сварке тавровых соединений [1] .A known method of automatic welding with electromagnetic stirring of the weld pool melt, according to which pulses of alternating magnetic fields of increased duty cycle with a frequency equal to the frequency of the supply voltage, are superimposed on the electrode. This method can be used for two-arc welding of tee joints [1].

Недостатки способа заключаются в в том, что импульсы магнитных, полей, способствуя перемешиванию расплавленного металла шва, изменяют форму дуги, что приводит к значительному рассредоточению пятна нагрева на изделии и является причиной уменьшения глубины проплавления. Кроме того, при перемешивании расплава сварочной ванны жидкий металл подтекает под дугу, что также призодит к умень2 •шению глубины провара в момент действия импульса и снижению качества сварного соединения.The disadvantages of the method are that the pulses of magnetic fields, contributing to the mixing of the molten weld metal, change the shape of the arc, which leads to a significant dispersion of the heating spot on the product and causes a decrease in the penetration depth. In addition, when the melt of the weld pool is mixed, the liquid metal flows under the arc, which also leads to a decrease in the penetration depth at the moment of the pulse and a decrease in the quality of the welded joint.

Известен способ автоматической 5 двухдуговой сварки тавровых соединений, при котором два электрода располагают в одной плоскости под углом друг к другу с разных сторон от стенки тавра, перемещают вдольA known method of automatic 5 two-arc welding of T-joints, in which two electrodes are placed in the same plane at an angle to each other from different sides of the wall of the brand, move along

1® линии шва и колеблют в одном направлении в плоскости, перпендикулярной к оси шва. Такие колебания электродов посредством давления столба дуги на жидкую ванну способствуют 15 перемешиванию расплавленного металла шва [2].1® lines the seam and oscillate in one direction in a plane perpendicular to the axis of the seam. Such oscillations of the electrodes through the pressure of the arc column on the liquid bath contribute to the 15 mixing of the molten weld metal [2].

Недостаток этого способа в том, что происходит не полное, а только поверхностное перемешивание расплав-. 20 ленного металла или перераспределение поверхностного слоя расплава ванны. Кроме того, при толщине полки ' тавра большей толщины стенки в 1,5 раза и более, что очень часто встре25 чается в промышленных конструкциях, нужной глубины проплавления полки получить нельзя. Это объясняется большим теплоотводом полки, вследствие чего, при заданном режиме сварки 30 нельзя нагреть полку в месте сварки до нужной температуры, а увеличить силу тока не представляется возможным из-за перегрева более тонкой стенки тавра, которая даже при равной с 'полкой толщине нагревается-значительно сильнее, так как находится между двумя источниками тепла. Следовательно, при сварке тавра с толщиной пол'ки большей толщины стенки,способ не обеспечивает получение качественного сварного соединения.The disadvantage of this method is that it is not complete, but only surface mixing of the melt. 20 flax metal or redistribution of the surface layer of the molten bath. In addition, with the thickness of the flange of a brand having a greater wall thickness of 1.5 times or more, which is very common in industrial constructions, the desired depth of penetration of the shelf cannot be obtained. This is explained by the large heat dissipation of the shelf, as a result of which, for a given welding mode 30, it is impossible to heat the shelf in the place of welding to the desired temperature, and it is not possible to increase the current strength due to overheating of the thinner wall of the brand, which even heats up with the same thickness much stronger, as it is between two heat sources. Therefore, when welding a brand with a thickness of half a greater wall thickness, the method does not provide a high-quality welded joint.

Цель изобретения - повышения^-качества сварных соединений за счет увеличения глубины проплавления^улучшения перемешивания металла расплавленной ванны, измельчения и уплотнения структуры сварных швов.Цель достигается тем, что два электрода располагают в одной плоскости под углом друг к другу с разных сторон от стенки тавра, перемещают их вдоль линии шва и колеблют вдоль их продольных осей в противоположных направлениях.The purpose of the invention - increase ^- weld quality by increasing the depth of penetration ^ improved mixing of molten metal and welded grinding shvov.Tsel sealing structure is achieved in that two electrodes are disposed in one plane at an angle to each other on different sides of brand wall move them along the seam line and oscillate along their longitudinal axes in opposite directions.

На чертеже приведена схема, поясняющая способ. Два электрода 1 и 2 располагают в одной плоскости под углом, например 90°, друг к другу с разных сторон симметрично относительно стенки 3 тавра и перемещают ихвдоль линии шва. При этом каждому электроду сообщают колебания вдоль их осей в противоположных направлениях, т.е. перемещают возвратно-поступательно. Электрод 1 при минимальной длине дуги, порядка 0,5 мм, обеспечивает большую глубину проплавления и максимальное давление на расплавленный металл. Под действием давления расплавленный металл перемещается в сторону меньшего сопротивления сЬ стороны электрода 2, который расположен на максимальном расстоянии от стыка и имеет длину дуги порядка 3,0 мм. Следовательно, электрод 2 создает меньшее давление на расплавленный металл и имеет пятно нагрева большего диаметра. За счет разницы давления со стороны дуг электродов 1 и 2 расплавленный металл будет в этот момент перемещаться в сторону электрода 2. При этом, со стороны электрода 1 образуется лунка, а со 'стороны электрода 2 формируется плавный переход от шва к основному металлу.При перемещении в процессе колебания электродов 1 и 2 в противоположное положение воздействие дуг на расплавленный металл меняется. Увеличивается давления дуги электрода 2 на расплавленный металл, который оттесняется вверх и в сторону электрода 1, перемешиваясь и заполняя ранее образовавшуюся лунку, формируя сварной шов.The drawing shows a diagram explaining the method. Two electrodes 1 and 2 are placed in the same plane at an angle, for example 90 °, to each other from different sides symmetrically with respect to the wall 3 of the brand and move them along the seam line. Moreover, vibrations along their axes in opposite directions are reported to each electrode, i.e. move back and forth. The electrode 1 with a minimum arc length of about 0.5 mm, provides a large penetration depth and maximum pressure on the molten metal. Under pressure, the molten metal moves toward a lower resistance cb of the side of the electrode 2, which is located at a maximum distance from the junction and has an arc length of about 3.0 mm. Therefore, the electrode 2 creates less pressure on the molten metal and has a heating spot of a larger diameter. Due to the difference in pressure from the side of the arcs of electrodes 1 and 2, the molten metal will at this moment move towards the side of electrode 2. At the same time, a hole will form on the side of electrode 1, and a smooth transition from the seam to the base metal will form on the side of electrode 2. during the oscillation of the electrodes 1 and 2 in the opposite position, the effect of the arcs on the molten metal changes. The pressure of the arc of the electrode 2 on the molten metal increases, which is pushed up and toward the electrode 1, mixing and filling the previously formed hole, forming a weld.

Таким образом, .колебание электродов вдоль их продольных осей в противоположных направлениях способствует интенсивному перемешиванию.сва рочной ванны, более глубокому проплавлению полки соединения и получению плотного шва, так как расплавленный металл, подвергаясь воздействию двух дуг, перемешивается и колеблется в соответствии с колебаниями электродов, что способствует устранению в расплаве пор и рыхлот. Частота колебаний электродов определяется из условий получения хорошего формирования шва необходимой величины проплавления и ^ожет быть в пределах 60-180 циклов в минуту при скорости сварки 8-15 м/ч. Амплитуда колебаний электродов зависит от необходимой величины расчетного сечения углового шва, которая определяется толщиной свариваемого материала в соответствии с ГОСТом 14771-69.Thus, the oscillation of the electrodes along their longitudinal axes in opposite directions promotes intensive mixing of the weld pool, deeper penetration of the joint flange and a tight joint, since the molten metal, being exposed to two arcs, mixes and oscillates in accordance with the vibrations of the electrodes, which helps to eliminate pore and looseness in the melt. The oscillation frequency of the electrodes is determined from the conditions for obtaining a good weld formation of the required penetration and can be in the range of 60-180 cycles per minute at a welding speed of 8-15 m / h. The oscillation amplitude of the electrodes depends on the required value of the calculated cross section of the fillet weld, which is determined by the thickness of the material being welded in accordance with GOST 14771-69.

Пример. Производится двухдуговая сварка таврового соединения из стали ВНС-2 с толщиной стенки 2,0 мм и полки 5,0 мм при сварочном токе 50 А и скорости сварки 10 м/ч. Электроды колеблются с частотой 120 циклов в минуту при амплитуде колебания от 0,5 до 3,0 мм. При этом обеспечивается равномерное распределение легирующих элементов в шве,т.е. отсутствие ликвидации, глубина проплавления полки не менее 30% от ее толщины и получение металла шва без пор и раковин. Прочность образцов на разрыв в 1,2 раза выше прочности образцов, сваренных известным способом.Example. Two-arc welding of the T-joints from VNS-2 steel with a wall thickness of 2.0 mm and a shelf of 5.0 mm is performed at a welding current of 50 A and a welding speed of 10 m / h. The electrodes oscillate at a frequency of 120 cycles per minute with an amplitude of 0.5 to 3.0 mm. This ensures a uniform distribution of alloying elements in the seam, i.e. the absence of liquidation, the penetration depth of the shelf is not less than 30% of its thickness and the production of weld metal without pores and shells. The tensile strength of the samples is 1.2 times higher than the strength of the samples welded in a known manner.

Повышение механических свойств ведет к увеличению ресурса работы изделия, снижению его веса за счет·' уменьшения толщины свариваеьщх элементов и экономии материалов. Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составляет не менее 50 тыс. р.An increase in mechanical properties leads to an increase in the product's service life, to a decrease in its weight due to · 'a decrease in the thickness of the welded elements and material savings. The annual economic effect of the implementation of the proposed method is at least 50 thousand rubles.

Claims

to the desired temperature, and the increase in current intensity seems to be possible due to the overheating of the thinner wall of the brand, which even at a thickness equal to the shelf heats up — significantly, because it is between two heat sources. The investigator, however, when welding a brand with the thickness of a shelf of greater wall thickness, the method does not provide a quality welded joint. The purpose of the invention is to improve the quality of welded joints by increasing the depth of penetration to improve the mixing of the metal of the molten bath, grinding and sealing the structure of the welds. The aim is achieved by placing two electrodes in the same plane at an angle to each other on different sides of the wall of the brand. along the seam line and oscillate along their longitudinal axes in opposite directions. The drawing is a diagram explaining the method. Two electrodes 1 and 2 are positioned in the same plane at an angle, for example 90, symmetrically relative to each other 3 walls of the brand from each side and moving along the seam line. In this case, each electrode is reported oscillations along their axes in opposite directions, i.e. move back and forth post. Electrode 1 with a minimum arc length, in the order of 0.5 mm, provides greater penetration depth and maximum pressure on the molten metal. Under the action of pressure, the molten metal moves c towards the lower resistance side of electrode 2, which is located at a maximum distance from the joint and has an arc length of about 3.0 mm. Consequently, electrode 2 creates less pressure on the molten metal and has a heating pattern of a larger diameter. Due to the pressure difference from the arc side of the electrodes 1 and 2, the molten metal will at that moment move to the sides of the electrode 2. A hole will form on the electrode 1 side, and a smooth transition from the weld to the base metal will form on the electrode 2 side. The process of oscillation of electrodes 1 and 2 in the opposite position of the effect of arcs on the molten metal varies. The pressure of the arc of the electrode 2 increases on the molten metal, which is pushed up and towards the electrode 1, mixing and filling the previously formed well, forming a weld. Thus, the oscillation of the electrodes along their longitudinal axes in opposite directions promotes intensive mixing, of the weld pool, deeper spilling of the joint shelf and the seam of a dense weld, since the molten metal, subjected to the influence of two arcs, mixes and folds in accordance with vibrations and electrodes, which contributes to the elimination in the melt of pores and loosening. The oscillation frequency of the electrodes determines from the conditions for obtaining a good forging of the seam, the required amount of heating, and also can be in the range of 60-180 cycles per minute at a welding speed of 8-15 m / h. The amplitude of oscillations of the electrodes depends on the required size of the calculated cross section of the fillet weld, which is determined by the thickness of the material to be welded in accordance with GOST 14771-69. Example. Two-arc welding of the T-joint of VNS-2 steel with a wall thickness of 2.0 mm and a shelf of 5.0 mm at a welding current of 50 A and a welding speed of 10 m / h is performed. The electrodes oscillate at a frequency of 120 cycles per minute with an amplitude of oscillation from 0.5 to 3.0 mm. This ensures uniform distribution of the doped elements in the seam, i.e. no elimination, the depth of penetration of the shelf is not less than 30% of its thickness and obtaining a weld metal without pores and cavities. The tensile strength of samples is 1.2 times higher than that of samples welded in a known manner. The increase in mechanical properties leads to an increase in the service life of the product, a decrease in its weight due to a reduction in the thickness of the welded lr elements and the saving of materials. The annual economic effect from the introduction of the proposed method is not less than 50 thousand rubles. The invention The method of automatic two-arc welding of T-joints, in which two electrodes are placed in one plane at an angle to each other from different sides of the wall of the brand, move them along the line of the scar and oscillate, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joints, by increasing the depth of penetration of a thicker shelf, improving the mixing of the metal of the bath, grinding and sealing the structure of the welds, the electrodes oscillate along their longitudinal axes in opposite directions. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR. 305969, cl; 23 K 9/06, 1971.

2. Authors certificate of the USSR 536022, cl. In 23 K 9/16, 1976 (prototype).