CS267307B1

CS267307B1 - A method of manual microplasma welding by microplasma burner of metal sheets and foils

Info

Publication number: CS267307B1
Application number: CS878761A
Authority: CS
Inventors: Cyril Ing Csc Chorvat; Ivan Abel
Original assignee: Cyril Ing Csc Chorvat; Ivan Abel
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS876187A1

Abstract

SpOsob ručného mikroplazmového zvárania mikroplazmovým horákom, mikroplazmovým přeneseným oblúkom, kovových plechov, fólií a výliskov je určený na spájanie bodo-l vými a zvarovýoi spojmi zvlášt tenkých 1j plechov, fólií a výrobkov a dielov z nich,i pri hrúbke stien od 0,1 do 0,7 mm. Přitom j je využitelný na zváranie uzavřetých nádobi plavákov, otvorených rúr, vlnovcov, membrán a pod., z nízkolegovaných a nelegovaných oceli, 2 auetenitických materiálov, ί z platiny a titanu, a to v priemyselnej « výrobě a v opravárstve. Podstata tohoto spósobu spočívá v použití definovaného množstva tepla, resp. Specifického výkonu : v základnej hladině a v zniženej hladině, j v určení okamžiku nástupu vplyvu zniženej hladiny Specifického výkonu a v sklone osi g zváracieho mikroplazmového horáka za účet- lom uchovania metalurgického gradientu prie- ° metnej stopy oblúka na zvaruThe method of manual microplasma welding with a microplasma torch, microplasma transferred arc, of metal sheets, foils and stampings is intended for joining by spot and weld joints particularly thin sheets, foils and products and parts thereof, with wall thicknesses from 0.1 to 0.7 mm. It can be used for welding closed containers, floats, open pipes, bellows, membranes, etc., made of low-alloy and unalloyed steel, austenitic materials, platinum and titanium, in industrial production and repair. The essence of this method lies in the use of a defined amount of heat, respectively. Specific power: at the base level and at the reduced level, j in determining the moment of onset of the influence of the reduced level Specific power and in the inclination of the axis g of the welding microplasma torch taking into account the preservation of the metallurgical gradient ° of the projected arc trace on the weld

Description

CS 267 307 B1CS 267 307 B1

Vynález se týká eposobu ručného mikroplazmového zvárania mikroplazmovým horákomkovových plechov, fólií, výliskov, uzavřetých nádob, plavákov, rúr, vlnovcov membrá-nových telies a pod·, s hrúbkou steny 0,1 až 0,7 mm, s dlžkou zvěrových hrán nad 15mm, dvomi hladinami Specifického výkonu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an epiceposition of manual microplasma welding of microplasma burner sheets, foils, moldings, sealed containers, floats, tubes, bellows, diaphragm bodies, and the like, with a wall thickness of 0.1 to 0.7 mm, with an edge length above 15 mm two specific power levels.

Doposial sa výroba, alebo opravy tenkostenných dielov, výrobkov, zvarkov z níz-kolegovaných aj Delegovaných ocelí, z austenitických materiálov, platiny, titanu, shrúbkou steny od 0,2 do 1,5 mm vykonávali s použitím plamenových metod, hlavně kys-líkoacetylénového plameňa, s použitím metódy TX9, pričom nad rovnorodým metalurgic-kým spojem převažovalo spájkovanie. Plasmové metódy boli použité len u materiálovhrúbok hornéj polovice uvedeného rozpatia, připadne vySSie, a to na spojoch, resp.trhlinách s malou dlžkou do 10 až 15 mm. Neboli vypracované postupy na potlačenienevhodného priebehu narastania napatí tepelným obsahom v tenkej stene nízkej pevnos-ti a tvarovej stability. Ani sporadické, nízkoúSinné použitie mikroplazmového oblákánemálo vypracovaných postupov a nebolo možné nim zvárat spoje s velkou dlžkou vol-ných svarových hrán. NajvačSou překážkou bol nedostatok regulovatelných a stabilnýchmalých zdrojov tepla, mimoriadne malá hrúbka steny zvarku, značná až nepreklenutelnédeformácie tvarov stien zvarku teplem technolog!ckej metódy a zásadné obmedzenie mož-nosti účinného použitia čo do dlžky svarového spoja, která bola vždy velmi malá, akoaj používanie jednosměrného postupu zvárania, alebo stehovania a zvárania.Until now, the production or repair of thin-walled parts, products, welds from low-collated and Delegated steels, from austenitic materials, platinum, titanium, wall thickness from 0.2 to 1.5 mm was performed using flame methods, mainly acid-acetylene flame , using the TX9 method, where soldering prevailed over the uniform metallurgical bond. Plasma methods have only been used for the material of the upper half thickness of the span, possibly higher, on the joints or the small lengths up to 10-15 mm. Procedures have not been devised for suppressing the progressive growth of stressed thermal contents in a thin wall of low strength and shape stability. Even the sporadic, low-potency use of microplasmic processes has not worked out and it has not been possible to weld joints with a large length of free weld edges. The most important obstacle was the lack of controllable and stable small heat sources, the extremely small thickness of the weld wall, the considerable to non-thermal deformation of the weld wall shapes by the heat of the process technology, and the fundamental limitation of the effective use of the weld joint, which was always very small, such as the use of unidirectional welding or stitching and welding.

Podstata nového spósobu rudného mikroplazmového zvárania mikroplazmovým horákomplechov, fólií a výliskov, a hrúbkou steny 0,1 až 0,7 mm, s dlžkou svarových hrán nad15 mm, dvomi hladinami Specifického výkonu mikroplazmového přenosného oblúka, spočíváv tom, že základná hladina Specifického výkonu je ,.h » k.t kde h je základná hladina Specifického výkonu vo W.mm”^, koeficient úměrnosti k je0,84 až 1,92 W.mm“\ a t je hrúbka zváraného materiálu v mm, a zničená hladina Spe-cifického výkonu je 30 až 60 % základného Specifického výkonu h, pričom zničenou hla-dinou Specifického výkonu sa zvára ke3 oblast povrchového natavenia základného mate-riálu v mieste zvárania překročí 2-násobok, ale nepřekročí 3-násobok priemeru stlpcapřeneseného mikroplazmového oblúka, a os mikroplazmového horáka je od kolmice k mies-tu zvárania odkloněné o 30 až 45°uhlových proti bmeru zvárania.The essence of the new method of ore microplasma welding of microplasma burners, foils and moldings, and a wall thickness of 0.1 to 0.7 mm, with a weld edge length of over 15 mm, two levels of specific power of the microplasma portable arc, is that where h is the base level of the Specific power in W.mm ”^, the coefficient of proportionality k is 0.84 to 1.92 W.mm“ is the thickness of the welded material in mm, and the destroyed level of the specific power is 30 up to 60% of the base specific power h, whereby the wound level of the specific power is welded to the area of surface melting of the base material at the welding location exceeds 2 times, but does not exceed 3 times the diameter of the transferred microplasm arc, and the axis of the microplasma burner is from normal to the welding site diverted by 30 to 45 degrees of angle to the welding arc.

Hlavné výhody tohto spSsobu mikroplazmového zvárania tenkostenných nádob, mem-brán a konstrukcií technológiou přeneseného mikroplazmového oblúka z nízkolegovanýcha nelegováných ocelí, z titanu, platiny a z austenitických materiálov, príp. z niek-torých ňalSích materiálov, spočívajú v tom, Se umožňuje zvárat zvláSt tenkostenné ma-teriály, a to ako v planparalelným tvarováním (plochy, membrány), tak složitých tva-rov (vlnové, gulové a vále. nádoby a pod.) spojených s úplným uzavretím obsahu, kte-rý može byt plynnej alebo inej povahy, a to ako inertný, tak v určitom roztahu akti-vity, alebo tiež citlivý na teplotu. SpÓsob umožňuje zváranie zvi. dlhých svarovýchmedzier, hrán, trhlin. V případe trhlin únavou základného materiálu tento spÓsob umož-ňuje odňatie unaveného okolia a plnohodnotné uzatvorenie preplátováním. Sálej tentospósob zabezpečuje výhovujúce rozptýlenie tepla do základného materiálu, resp. vysá-láním do okolia tak, že nenastává obvyklé bortenie stien zvarku, prip. švarných hrán,dosahujú sa velmi malé mechanické napatia, deformácie vnútomého silového póla v ste-ne zvarku, resp. nevhodné ovplyvnenie prírodzenej pevnosti základného materiálu. 2 CS 267 307 B1 Přidružuje sa tiež prirodzená vlastnost použitej technologie, ktorou je menSia tepel-ne ovplyvnená oblast, ako pri ktoromkolvek inom sp&sobe tavného zvárania. Přitom jeaj rýchlost neobvykle vyeoká a pohybuje ea oproti spósobom TIG, hlavně u materiálove hrúbkou stien okolo 0,5 až 1 mm e porovnatelné rovnakou dlžkou svarového spoja, vtoleranci! 1,2 až 0,65 násobku dasovej spotřeby, podlá druhu materiálů, tvarovej ná-rodnosti a stupna požadovanéj přesnosti práce.The main advantages of this method of micro-plasma welding of thin-walled vessels, membranes and structures of transferred microplasma arc technology from low alloyed and non-alloyed steels, titanium, platinum and austenitic materials, respectively. It is possible to weld especially thin-walled materials, both in planar-shaped formations (surfaces, membranes), as well as in complex shapes (wave, spherical and roller vessels, etc.) connected with some other materials. with complete closure of the contents, which may be gaseous or other in nature, both inert and temperature-sensitive. The method allows for welding. long welded boundaries, edges, cracks. In the event of fatigue cracks in the base material, this method allows the weary environment to be removed and full lapping closed. This still ensures a satisfactory dissipation of heat into the base material, respectively. by vacuuming into the surroundings such that the usual collapsing of the welding walls does not occur; of the black edges, very low mechanical tension, deformation of the inner force pole in the stitch weld, respectively. improper influence on the natural strength of the base material. Also, the natural property of the technology used, which is less heat affected, is associated with any other fusion welding process. At the same time, the velocity is unusually high and moves in comparison with the TIG method, especially in the case of a wall thickness of about 0.5 to 1 mm, comparable to the same weld joint length. 1.2 to 0.65 times the daily consumption, according to the type of materials, the shape and the degree of precision required.

SkúSky sposobu rudného mikroplazmového zvárania mikroplazmovým horákom kovovýchmateriálov, najma fólií a tenkých plechov, ako aj dvojdielnych výliskov (gulové pla-váky pre chem. priemysel), s hrúbkou steny 0,1, 0,3, 0,5 a 0,7 mm, s dlžkou svarovýchhrán 25,80, 230 a 350 mm, dvomi hladinami Specifického výkonu přeneseného mikroplazmcvého oblúka, boli vykonané na materiál! 11 373.0, 17 246 a Ti 99,85. PreskúSané zák-ladné hladiny Specifického výkonu, podlá vztahu h « k.t, mali rozpatia od 0,09, 0,28,0,47 až 0,65 W.maT^ po 0,172, 0,56, 0,92 až 1,3 W.mn“\ podlá uvedených hrúbokstien, pridom uvedené hodnoty Specifického-výkonu boli krajnými hodnotami víavo avpravo, s ktorými bolo eSte možné rudne spolehlivo pracovat s dobrým výsledkom.Tests of the method of ore microplasma welding by micro-plasma torches of metal materials, especially foils and thin sheets, as well as two-part moldings (ball-type floats for chemical industry), with wall thicknesses of 0.1, 0.3, 0.5 and 0.7 mm, with weld edge lengths of 25.80, 230 and 350 mm, two levels of specific power of the transferred micro-arc, were performed on the material! 11 373.0, 17 246 and Ti 99.85. The investigated baseline levels of specific power, with respect to h t k t, ranged from 0.09, 0.28, 0.47 to 0.65 W, and mT = 0.172, 0.56, 0.92 to 1.3. According to the thicknesses mentioned above, the specific performance values given above were the extreme values on the right and with which the eSte could be reliably worked with good results.

Odpovedajúce nastavené hodnoty zníženej hladiny Specifického výkonu boli(v tandeme s prisluSnou hodnotou základnej hladiny Specifického výkonu) pri dolnejhladině od 0,03 do 0,395 W.mofS až po 0,055, do 0,55 W.mm-^ pri hornej hladině.The corresponding set values of the reduced specific power level (in tandem with the respective baseline specific power level) at the low level were from 0.03 to 0.395 W.mofS to 0.055 to 0.55 W.mm-1 at the upper level.

Tieto krajné hodnoty zníženej hladiny Specifického výkonu se ukázali ako ohranidujú-ce pole Sasového ovplyvňovania distribúcie tepla pri tenkých materiáloch ovplyvne-ných silou gravitadného zemského póla.These extreme values of the reduced specific power level have been shown to limit the fields of Saxon's influence on the heat distribution of thin materials affected by the force of the gravitational earth pole.

Hodnota priemeru netaveného póla o rozmere 3-násobku priemeru stlpca přenesené-ho mikroplazmového oblúka (pri rýchlej, až okamžitej reakci! zvárada, spojenej s pře-pnutím Specifického výkonu zváracieho horáka na zníženú hladinu), sa ukázala ako kraj-né limitujúca vpravo a nesmie byt prekrodená bez rizika prepadnutia tavného kúpela.£avá hranice priemeru netaveného pole o rozmere 2-násobku (připadne už od 1,6-násob-ku) priemeru stlpca přeneseného mikroplazmového oblúka sa ukázala ako metalurgickyuž vhodná, tak dostatodne dasovo vzdialená od právej, hornej hranice, na výkon reak-eie zvárada pri přepínaní na zníženú hladinu Specifického výkonu zváracieho horáka.The value of the non-molten pole diameter of 3 times the diameter of the column of the transferred microplasm (with rapid, immediate reaction of the weld associated with the switching of the specific welding torch power to the lowered level) has proved to be extreme limiting on the right and must not and the limit of the non-melted field diameter of 2-fold (possibly as high as 1.6-fold) of the diameter of the column of transferred microplasma has proven to be metallurgically suitable, and sufficiently remote from the right, upper The limit of the reaction performance is when switching to a reduced level of specific welding torch power.

Ohranidenie sklonu osi mikroplazmového zváracieho horáka v rozpětí od 30 do 45°uhlových od kolmice na miesto zvárania, proti směru zvárania poskytuje jednak dosta-todný Specifický výkon v ploché tzv. anódovej stopy, jednak poskytuje přijatelné mě-kký tepelný režim (tvar priemetu anódovej stopy je elipsa, s hlavnou osou v smerezvárania) pre úděly automatického predohrevu materiálu v předstihu.The limitation of the inclination of the axis of the micro-plasma welding torch in the range of 30 to 45 ° angular from the perpendicular to the welding location, against the welding direction, provides sufficient specific power in the flat so-called anode trace, and provides an acceptable copper heat mode (anode trace projection shape) is an ellipse, with the major axis in the weldment) for the automatic preheating material in advance.

Nový spásob rudného mikroplazmového zvárania je využitelný najma v aplikécii namikroplazmových zváracích, resp. ohrievacích, natavovacích, nanáSacích a pod. zaria-deniach.The new micro-plasma arc welding process is particularly useful in the application of namicroplasmic welding, respectively. heating, melting, suction and so on. devices.

Možnosti využitia sú najma vo výrobě a pri opravách zváraním tenkostenných ma-teriálov a výrobkov z nich, najma v chemickom, potravinárskom, textilnom, elektrotechnickom, tladlarenekom a leteckém priemysle, Sálej vo vákuovej a meracej technike, privýrobě pneumatických prístrojov a zariadení, vo výrobě mraziarenskej a chladiarenskejtechniky a pri opravě rázných výrobkoch strojárskeho priemyslu.Possibilities of utilization are especially in production and repairs by welding of thin-walled materials and products made of them, especially in chemical, food, textile, electrotechnical, tladlarenek and aviation industries, in Salute in vacuum and measuring technology, in production of pneumatic devices and in freezer production and refrigeration machinery and in repairing engineering products.

Claims

A method of rufin microplasma welding by a microplasma torch of metal sheets, foils and moldings, with a wall thickness of 0.1 to 0 * 7 mm * with a length of game edges over 15 mm, two levels of Specific Power, characterized in that the basic level of Specific Power is · '' h = kt where h is the basic level of Specific Power in W.mm, the coefficient of proportionality k is 0.84 to 1.92 W.mm ** ⁴ , and t is the thickness of the welded material in mm and the reduced level of Specific Power is 30 to 60% of the basic specific power h, wherein the reduced specific power level is welded when the surface melting area of the base material at the welding site exceeds 2 times but does not exceed 3 times the diameter of the transmitted microplasma arc pin, e the axis of the microplasma welding torch by 30 to 45 ° angularly against the welding direction.