SU831452A1

SU831452A1 - Method of arc welding by consumable electrode

Info

Publication number: SU831452A1
Application number: SU772475570A
Authority: SU
Inventors: Виталий Январьевич Лаврищев
Original assignee: Ордена Ленина И Ордена Трудовогокрасного Знамени Институт Электро-Сварки Им. E.O.Патона Ah Украинскойсср
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1977-04-15
Publication date: 1981-05-23

Description

Настоящее изобретение относится к способам дуговой сварки плавящимся электродом, применяющихся в машиностроении для сварки сталей, а также цветных металлов и их сплавов.The present invention relates to methods for arc welding with a consumable electrode, used in mechanical engineering for welding steels, as well as non-ferrous metals and their alloys.

Известен способ дуговой сварки плавящимся электродом с периодическими короткими замыканиями дугового промежутка отличающийся тем, что короткие замыкания осуществляют принудительно путем периодического снижения напряжения источника питания с заданной частотой [1].A known method of arc welding with a consumable electrode with periodic short circuits of the arc gap is characterized in that short circuits are forced by periodically reducing the voltage of the power source with a given frequency [1].

Однако для существенного повышения стабильности процесса по сравнению с обычным процессом сварки в углекислом газе необходимо программирование скорости подачи электрода с синхронной модуляцией Напряжения дуги и сварочного тока. Причем для полуавтоматической сварки с программированной подачей электрода необходимо применение малоинерционного электрического привода. В настоящее время в сварочной технике таких призодов нет. Раз..брызгивание металла в самых благоприятных- условиях согласно этому способу составляет 7—10%, что может быть получено при использовании обычных электроприво2 дов с оптимальным соотношением тока и напряжения дуги, а также источника питания с нормальными динамическими свойствами. Кроме того, данный способ дает удовлетворительные результаты только в диапазо₅ не токов 250—450 А и не может быть использован для сварки тонкого металла, т.е. на токах менее 250 А.However, to significantly increase the stability of the process compared to the conventional process of welding in carbon dioxide, it is necessary to program the feed rate of the electrode with synchronous modulation of the arc voltage and welding current. Moreover, for semi-automatic welding with a programmed electrode supply, it is necessary to use a low-inertia electric drive. Currently, there are no such tricks in the welding technique. Spatter metal spraying under the most favorable conditions, according to this method, is 7-10%, which can be obtained using conventional electric drives with an optimal ratio of arc current and voltage, as well as a power source with normal dynamic properties. In addition, this method gives satisfactory results only in the range of ₅ non-currents of 250-450 A and cannot be used for welding thin metal, i.e. at currents less than 250 A.

Минимальные токи устойчивого процесса сварки в углекцслом газе с короткими замыканиями дугового промежутка, ниже ίο которых невозможно получение качественных швов при питании дуги от обычных источников питания (выпрямителей или генераторов с жесткой или пологопадающей внешней вольтамперной характеристикой) следующие: для проволоки00,8 мм этот ток ¹⁵ равен 50 А, для 0 1,2 мм — 85 А, а для02 мм120 А.The minimum currents of a stable welding process in carbon dioxide gas with short circuits of the arc gap, below which it is impossible to obtain high-quality seams when feeding the arc from conventional power sources (rectifiers or generators with a rigid or sloping external current-voltage characteristic) are as follows: for a wire of 800.8 mm this current is ¹⁵ 50 A, for 0 1.2 mm - 85 A, and for 02 mm120 A.

С экономической точки зрения, а также улучшения формы шва при сварке тонкого металла необходимо выполнять швы ярового локой диаметром более 1,2 мм на токах менее 50 А.From an economic point of view, as well as improving the shape of the weld when welding thin metal, it is necessary to perform welds of spring locks with a diameter of more than 1.2 mm at currents of less than 50 A.

Известно также, что устойчивый процесс сварки на малых тойах может быть получен при наложении на дугу мощных импульсов тока. Сущность способа заключается в том, что н^ малоамперную дугу накладывают мощный импульс, необходимый для оплавления электрода, образования капли и расплавления основного металла. После окончания действия импульса скорость плавле- 5 ния становится малой и капля приближается к ванне и переходит в нее с коротким замыканием [2].It is also known that a stable welding process on small toys can be obtained by applying powerful current pulses to the arc. The essence of the method lies in the fact that n ^ a low-ampere arc is superimposed by a powerful impulse necessary for melting the electrode, droplet formation and melting of the base metal. After the end of the pulse, the melting rate becomes small and the drop approaches the bath and passes into it with a short circuit [2].

Однако процесс применим только для сварки в аргоне.However, the process is applicable only for welding in argon.

Проведенная экспериментальная сварка 1( в СОг проволокой Ф\,2 мм прй скорости подачи 2,77 см/с = 100 м/ч показывает, что при вылете электрода, равном 9—10 мм, и питании дуги от серийного выпрямителя ВС—300 процесс сварки очень устойчив без наложения импульсов тока. При этом ^1!сварочный ток равняется 70 А, напряжение дуги 220,5 В, а частота переноса капель превышает 25 1/с, мелькание дуги не наблюдается. Это минимальный ток устойчивого процесса сварки в СОг, ниже которого не удается опуститься при использовании обычных серийных источников питания дуги.The conducted experimental welding 1 (in COg with a wire Ф \, 2 mm straight feed speed of 2.77 cm / s = 100 m / h shows that when the electrode sticks out equal to 9-10 mm and the arc is powered from a serial BC-300 rectifier, the process welding is very stable without imposing current pulses. In this case, ^1! welding current is 70 A, arc voltage is 220.5 V, and the droplet transfer frequency exceeds 25 1 / s, arc flicker is not observed. This is the minimum current of a stable welding process in CO, lower which cannot be lowered using conventional serial arc power sources.

Цель изобретения — расширение диапазона сварочных токов в меньшую сторону, обеспечение возможности сварки металла малой толщины во всех пространственных ²положениях, снижение разбрызгивания металла и стоимости сварочных работ за счет использования относительно толстых электродных проволок диаметром более 1,2 мм.The purpose of the invention is the expansion of the range of welding currents in the smaller direction, providing the possibility of welding metal of small thickness in all spatial ² positions, reducing metal spatter and the cost of welding due to the use of relatively thick electrode wires with a diameter of more than 1.2 mm.

Поставленная цель достигается тем, что величину тока короткого замыкания берут в соотношении = 5—30, где — величина тока короткого замыкания, — минимальная величина тока дуги.The goal is achieved in that the value of the short circuit current is taken in the ratio = 5-30, where is the value of the short circuit current, is the minimum value of the arc current.

Предложенный способ сварки осуществляется следующим образом. 3The proposed welding method is as follows. 3

Возбуждают малоамперную дугу между плавящимся электродом и изделием, мощность которой недостаточна для плавления электрода, со скоростью ее подачи к изделию, что приводит к принудительному короткому замыканию капли на ванну. В те- ⁴чение короткого замыкания ток возрастает настолько, что обеспечивается образование шейки между каплей и электродом, ее разрыв и последующее возбуждение дуги.A small-ampere arc is excited between the consumable electrode and the product, the power of which is insufficient to melt the electrode, with its feed rate to the product, which leads to a forced short circuit of the droplet to the bath. The TE chenie ⁴ short-circuit current increases so that the necking is provided between the droplet and the electrode gap and its subsequent arc excitation.

В качестве примера приведен следую- 4 щий режим сварки в СОг стали марки Ст 3 толщиной 1 мм; электродная проволока марки Св—0872С ф 1,2 мм; скорость подачи проволоки 1,59 см/с = 57 м/ч; скорость сварки 16 м/ч; вылет электрода 10 мм; сварочный ток 30 А; напряжение дуги 19 В; минимальная величина тока дуги 20 А; максимальная — во время короткого замыкания 200 А; отношение токов равно 10; частота переноса капель 25 1/с.As an example, the following 4-mode welding in COG of steel grade St 3 with a thickness of 1 mm is given; electrode wire of the brand Sv — 0872С f 1.2 mm; wire feed speed 1.59 cm / s = 57 m / h; welding speed 16 m / h; electrode overhang 10 mm; welding current 30 A; arc voltage 19 V; minimum arc current 20 A; maximum - during a short circuit 200 A; the ratio of currents is 10; droplet transfer frequency 25 1 / s.

На чертеже приведена осциллограмма процесса сварки.The drawing shows an oscillogram of the welding process.

Шов при сварке сформируется хороший, разбрызгивание не превышает 1%, устойчивость процесса высокая. Важным преимуществом такого процесса является резкое уменьшение (более чем в 2 раза) нижнего -предела сварочных токов и, следовательно возможность сварки тонкого металла на весу сравнительно толстыми проволоками. Аналогичные эксперименты показывают возможность сварки в СОг проволокой ф2 мм на токе 55—60 А.The weld will form a good weld, spatter does not exceed 1%, the process stability is high. An important advantage of this process is a sharp decrease (more than 2 times) of the lower limit of welding currents and, therefore, the possibility of welding thin metal in weight by relatively thick wires. Similar experiments show the possibility of welding in CO2 with a wire of f2 mm at a current of 55-60 A.

Предлагаемый способ сварки может быть применен не только при сварке на малых, но и на средних токах, что позволит уменьшить разбрызгивание металла и повысить производительность труда. Использование сравнительно толстых (более 1,2 мм) проволок улучшит и экономические показатели сварки. Способ сварки успешно прошел лабораторные испытания.The proposed welding method can be applied not only for welding at low, but also at medium currents, which will reduce metal spatter and increase labor productivity. The use of relatively thick (over 1.2 mm) wires will also improve the economic performance of welding. The welding method has successfully passed laboratory tests.

Claims

(54) METHOD OF ARC WELDING BY FLOATING ELECTRODE OF CURRENT. The essence of the method is that a powerful impulse is applied to the low-ampere arc necessary to melt the electrode, form a drop and melt the base metal. After the end of the pulse, the melting rate becomes small and the droplet approaches the bath and passes into it with a short circuit 2. However, the process is applicable only to welding in argon. Experimental welding in CO2 with a wire of 01.2 mm at a feed rate of 2.77 cm / s 100 m / h shows that when the electrode reaches 9-10 mm and feeding the arc from the VS-300 rectifier, the welding process is very stable without imposition of current pulses. In this case, the welding current is 70 A, the arc voltage is 220.5 V, and the drop transfer frequency exceeds 25 1 / s, the arc flickering is not observed. This is the minimum current of a stable welding process in COj, below which it cannot be lowered using conventional serial arc power sources. The purpose of the invention is to expand the range of welding currents to a smaller side, to enable welding of metal of small thickness in all spatial positions, reducing metal spatter and the cost of welding by using relatively thick electrode wires with a diameter of more than 1.2 mm. The goal is achieved by the fact that the magnitude of the short-circuit current is taken in the ratio of DG 5-30, where З.з, is the magnitude of the current KopOTK Fb of the circuit, the minimum value of the arc current. The proposed welding method is carried out as follows. A low-ampere arc is excited between the melting electrode and the product, the power of which is insufficient to melt the electrode, with the speed of its supply to the product, which leads to a forced short circuit of the drop to the bath. During a short circuit, the current increases to such an extent that the formation of a neck between the drop and the electrode, its rupture and the subsequent excitation of the arc are ensured. As an example, the following welding mode is given in CO for St 3 steel with a thickness of 1 mm; electrode wire brand Sv-0872S 1.2 mm; wire feed speed 1.59 cm / s 57m / h; welding speed 16m / h; electrode offset 10mm; welding current 30 A; arc voltage 19V; minimum arc current 20 A; maximum - during a short circuit of 200 A; current ratio is 10; drop transfer rate 25 1 / s. The drawing shows the waveform of the welding process. Weld seam will form a good one, splashing does not exceed 1%, the process stability is high. An important advantage of this process is a sharp decrease (more than 2 times) in the lower limit of welding currents and, consequently, the possibility of welding thin metal by weight with relatively thick wires. Similar experiments show the possibility of welding in CO2 with a wire of 2 mm at a current of 55-60 A. The proposed welding method can be applied not only when welding at low but also at medium currents, which will reduce the spatter of metal and increase productivity. The use of relatively thick (more than 1.2 mm) wires will also improve the economic performance of welding. The welding method successfully passed the laboratory tests. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A method of arc welding with a melting electrode with periodic short-circuits of an arc gap, in which droplet formation occurs during the burning of a low-ampere arc, characterized in that, in order to improve the quality of welding by reducing spattering, the magnitude of short-circuit current is 5 30 where ui - the value of the short circuit current, P Ki - the minimum value of the arc current. Sources of information taken into account in the examination i. USSR Author's Certificate No. 329970, cl. At 23 K 9/16, 1970.

2. USSR author's certificate number 500636, cl. In 23 K 9/16, 1971 (prototype ;.

Jc8