Изобретение относитс к дуговой сварке металлов неплав щимс электродом в среде защитных газов и может быть применено дл получени стыковых по отбортовке кромок, угловых и торцовых соединений без использова ни присадочных материалов. Известны способы сварки дугоП косвенно-пр мого действи , в которых сначала зажигают дугу косвенного дей стви от источника питани , замкнутого одним полюсом на неплав щийс электрод, а другим полюсом через ограничительные сопротивлени - на фор мируквдее сопло и изделие, ьатем подвод т горелку к изделию, зажигают дугу пр мого действи , провод т свар ку и отвод т горелку от издели . Сва ное соединение формируетс в основном за счет теплоты, вносимой в детали дугой пр мого действи , котора возбуждаетс до подхода горелки к изделию и гаснет после отхода горелки от изделид на определенное рассто ние . Ток дуги пр мого действи примерно посто нный в течение всего ее горени (за исключением броска тока в момент зажигани дуги). Это приводит к значительному перегреву и чрезмерному оплавлению краевых (на чало, окончение) .участков сварного, соединени Известны схемы уменьшени пикового броска тока (максимального тока) в момент зажигани дуги, но они также не устран ют перегрев краевых (начало , окончание) участков шва 2. Наиболее близким по технической сущности к предложенному вл етс способ сварки сжатой дугой, при ко тором изделие сваривают при наличии ограничительных сопрот 1влений во . внешней цепи изделие-сопло. Плав ща дуга пр мого действи характеризуетс посто нством величины тока в течение всего периода горени (исключа тока в момент зажигани )3|. Однако она возникает и гаснет на некоторых рассто ни х от краев издели , образу области токов перегре/ва . Это приводит в услови х ограниченного теплоотвода от краев к чрезмерному их расплавлению и снижению качества сварного шва. Целью изобретени вл етс повышение качества краевых участков при выполнении большого количества коротких швов в услови х серийного производства. . . Дл ЭТОЙ цели на рассто ни х оси сопла от краев издели не менее чем (d/2 + 1), где. d - диаметр сопла в мм, производ т замыкание издели и сопла накоротко. На фиг. 1 показана схема переме|щени плазмотрона; на фиг, . 2 - циклограмма изменени токов пр мой (3j и косвенной (За) дуг при сварке известным способом; на фиг. 3 - цикло грамма изменени токов, пр мой () и косвенной (32) ДУГ при сварке предлагаемым способом/ на фиг. 4 электрическа схема подключени плазмотрона к источнику тока; на фиг. 5 - зависимость токов 3 и Jg от рассто ний горелки до краев издегли Е после замыкани сопла с изделием накоротко; на фиг. б - зависимость 3 и 2 от рассто ни соп ла до плоскости шва h после замыкан сопла с изделием накоротко (диаметр канала сопла - 4 мм, высота канала сопла - 2 мм, расход аргона - 7 л/м Способ осуществл етс следующим образом. После замыкани (фиг-. 4) сопла 1 с изделием 2 накоротко ключам 3 выравниваютс электрические сопротивлени внешних цепей дуг пр мого 4 и косвенного 5 действи . Перераспреде ление токов С), и Clj в параллельных ветв х зависит от электросопротивлени участка дуги 4 пр мого действи . При горении косвенной дуги 5 электросопротивление участка 4 зави сит от рассто ни h и Е. Изменение h от нул не приводит к перераспределению токов, поэтому дл исключени вли ни этого параметра на сварку необходимо, чтобы рабоча величина h была меньше h. , например 1,5 мм). В свою очередь, величина Ь зависит от диаметра и высоты канала формирующего сопла, рассто ни торца электрода до среза сопла, расход плазмообразующего газа, т.е. величи на HQ может устанавливатьс заранее конструктивно-технологическими факторами . Величину h при сварке краевых (начало, окончание) участков можно выставить с соблюдением неравенства h 1,, но при сварке средних участков длинных швов в принципе возможны отклонени , привод щие к нарушению неравенства, т.е. h h и к нежелательному перераспределению токов. Поэтому после сварки начального участка дл стабилизгщии величины 3 временно разрывают цепь короткого замыкани сопла с изделием . Перед формированием конечного участка шва (поз.4) повторно замыка ют сопло с изделием накоротко. В поз.2 после проведени сварки и раз рыва пр мой дуги окончательно разры вают цепь короткого замыкани с цел ограничени тока косвенной дуги 32. в период пауз и сохранени достаточ но высокого термического КПД процесса . Благопри тное перераспределение тока при формировании краевых (начало , окончание) участков шва определ етс вли нием рассто ни от оси горелки до (от) кра издели (фиг.5). Рассмотрим случай отхода горелки от издели . Наблюдаетс автоматическое уменьшение тока D плав щей дуги пр мого действи в зависимости от рассто ни до (от) кра детали. При подходе к краю детали (-2 мм - 1 мм 0мм) уменьшение незначительное и объ сн етс уменьшением анодного п тна и частичным искривлением столба 4. Резкое уменьшение 3 с момента Е О мм объ сн етс искривлением дуги пр мого действи , привод щее к увеличению длиньi пр мой дуги 4 и резкому уменьшению длины косвенной дуги 5. Автоматический резкий сброс мощности пр мой дуги, св занный с рассто нием Е, заканчиваетс при 1 и предохран ет краевой участок :ива от перегрева и чрезмерного оплавлени , т.е. повышает качество. Сравнение циклограмм тока дл изве стного и предлагаемого способов свидетельствует о существенном уменьшении площадей тока перегрева (заштрихованные участки) в предлагаемом способе . Экспериментом определены минимально допустимые рассто ни оси горелки от краев издели , при которых можно осуществл ть соответствующие замыкани -размыкани без снижени положи-, тельного эффекта. Основное условие формирование краевых участков шва должно полностью проходить при коротком замыкании сопла с изделием. Дл минималь-но допустима величина d/2 мм, дл . + 1. мм. Общий минимально допустимой величиной можно считать Следует отметить дополнительный эффект сварки сжатой дугой. Сварка сопровождаетс пониженным расходом плазмообразующего газа, что способствует двойному дугообразованию при формировании краевых участков шва При этом катодными п тнами разрушаетс канал сопла. В предлагаемом способе в периоды формировани краевых участков сопло с изделием замыкают накоротко, что делает потенциал между - ними равным нулю и- исключает возникновение двойной дуги. Предлагаемым способом сваривают по контуру квадратные (150 150 мм) пластины из стали 1Х18Н9Т толщиной 1,5 мм. Формирование швов хорошее, чрезмерное оплавление краевых участков отсутствует. Зажигают осцилл тором дуги косвенного действи силой 4-6 А, подвод т горелку к изделиюThe invention relates to arc welding of metals with a non-consumable electrode in a protective gas environment and can be used to obtain butt flanging edges, corner and end joints without the use of filler materials. There are known methods of indirect arc-direct arc welding, in which an arc of indirect action is first ignited from a power source closed by one pole to a non-consumable electrode and the other pole through a limiting resistance to a for- mate nozzle and product, then pull the burner to the product , ignite the direct arc, weld and retract the torch from the product. The bonded joint is formed mainly due to the heat introduced into the parts by an arc of direct action, which is excited before the torch approaches the product and goes out after the torch moves away from the parts for a certain distance. The direct current arc is approximately constant during its entire burning (with the exception of the current rush at the moment of ignition of the arc). This leads to significant overheating and excessive melting of the edge (start, finish). Welded, joint sections. There are known schemes for reducing the peak current surge (maximum current) at the time of ignition of the arc, but they also do not eliminate the overheating of the edge (start, end) weld seams. 2. The closest in technical essence to the proposed is a method of welding with a compressed arc, at which the product is welded in the presence of restrictive resistance to the design. external circuit product nozzle. The direct arc is characterized by a constant current value during the entire period of combustion (excluding the current at the moment of ignition) 3 |. However, it occurs and goes off at some distances from the edges of the product, forming the region of overheating / va currents. Under conditions of limited heat removal from the edges, this leads to their excessive melting and deterioration of the quality of the weld. The aim of the invention is to improve the quality of the edge portions when performing a large number of short seams under mass production conditions. . . For THIS target, the nozzle axis distances from the edges of the article are not less than (d / 2 + 1), where. d is the diameter of the nozzle in mm; the product is short-circuited and the nozzle is short-circuited. FIG. 1 shows the pattern of the plasma torch displacement; in fig. 2 - cyclogram of direct current changes (3j and indirect (Z) arcs during welding in a known manner; Fig. 3 - cyclogram of current variations, direct () and indirect (32) arc arc during welding by the proposed method / Fig. 4 electrical the connection of the plasma torch to the current source; Fig. 5 shows the dependence of currents 3 and Jg on the burner distance to the edges of E after short-circuiting the nozzle with the workpiece; Fig. b shows the dependence of 3 and 2 on the nozzle distance to the weld plane h after the nozzle with the product is short-circuited (the diameter of the nozzle channel is 4 mm, the height of the nozzle channel is 2 mm, the argon stroke is 7 l / m The method is carried out as follows: After closing the nozzle 1 with the product 2 (fig-4), short the keys 3, the electrical resistances of the external circuits of the direct 4 and indirect 5 arcs are equalized. The redistribution of the currents C), and Clj in parallel branches x depends on the electrical resistance of the arc section 4 of direct action.When an indirect arc 5 burns, the electrical resistance of section 4 depends on the distance h and E. Changing h from zero does not lead to a redistribution of currents, therefore, to eliminate the effect of this parameter on welding is necessary Qdim to the operating value of h is less than h. , for example 1.5 mm). In turn, the value of b depends on the diameter and height of the channel of the forming nozzle, the distance of the end of the electrode to the nozzle section, the flow rate of the plasma gas, i.e. HQ values can be set in advance by design and technology factors. The value of h when welding edge (beginning, ending) sections can be set with respect to the inequality h 1, but when welding the middle sections of long joints, in principle, deviations are possible, leading to a violation of the inequality, i.e. h h and to undesirable redistribution of currents. Therefore, after welding the initial section for stabilizing value 3, the nozzle short circuit with the product is temporarily broken. Before forming the final seam section (pos.4), the nozzle with the product is short-circuited. In pos.2, after welding and breaking the straight arc, the circuit of the short circuit is finally broken in order to limit the current of the indirect arc 32. during the pauses and the retention of a sufficiently high thermal efficiency of the process. The favorable current redistribution during the formation of the edge (beginning, ending) seam sections is determined by the effect of the distance from the torch axis to (from) the edge of the product (Fig. 5). Consider the case of waste burner from the product. An automatic reduction of the current D of the direct-current arc is observed depending on the distance to (from) the edge of the part. When approaching the edge of the part (-2 mm - 1 mm 0 mm), the decrease is insignificant and is explained by a decrease in the anode spot and a partial curvature of column 4. A sharp decrease in 3 from the time E 0 mm is explained by the curvature of the direct action arc leading to an increase in the length of the straight arc 4 and a sharp decrease in the length of the indirect arc 5. The automatic abrupt discharge of the power of the straight arc, associated with the distance E, ends at 1 and prevents the edge portion: the willow from overheating and excessive melting, i.e. improves quality. A comparison of current cyclograms for the well-known and proposed methods indicates a significant decrease in the areas of overheating current (shaded areas) in the proposed method. The experiment determined the minimum allowable distances of the burner axis from the edges of the product, at which the corresponding closures of the openings can be made without reducing the positive effect. The main condition for the formation of the edge areas of the seam should be fully completed during a short circuit of the nozzle with the product. For a minimum, d / 2 mm, dl, is permissible. + 1. mm. The overall minimum allowable value can be considered. It should be noted an additional effect of welding with a compressed arc. Welding is accompanied by a reduced consumption of plasma-forming gas, which contributes to double arcing during the formation of edge seams. In this case, the nozzle channel is destroyed by cathode spots. In the proposed method, during periods of formation of the edge sections, the nozzle with the product is short-circuited, which makes the potential between them equal to zero and prevents the occurrence of a double arc. The proposed method is used to weld square (150 150 mm) plates of 1X18H9T steel with a thickness of 1.5 mm along the contour. The formation of seams is good, there is no excessive fusion of the marginal areas. The oscillator is lit by an arc of indirect action with a force of 4-6 A, the burner is brought to the product
и на рассто нии от кра издели л/ 10 мм замыкают ключом сопло с изделием накоротко. Ток косвенной дуги возрастает до 20 А, При дальнейшем подведении горелки зажигают дугу пр мого действи силой 20 А. После формировани начального участка шва на рассто нии от кра tj 10 мм размыкают цепь короткого замыкани и провер ют всю с)еднюю часть шва. При формировании конечного участка на рассто нии до кра 2 10 мм повторно замыкают сопло с изделием накоротко , заканчивают сварку и после погасани основной дуги отвод т горелку от издели . На рассто нии от кра /« 10 мм размыкают цепь короткого замыкани сопла изделием. При сварке швов длиной /v 150 мм средние участки можно сваривать без временного размыкани цепи короткого замыкани сопла с изделием. Эти результаты получены при различных начальных услови х сварки: диаметр канала сопла - 3 мм, высота какала сопла 3 MT/i, расход плазмообразующего газа аргона - 5 л/мин, рассто ние от среза сопла до издели 1 мм; диаметр канала сопла - 4 мм, высота канала сопла - 2 мм, расход плазмообразую щегос газа 7 л/мин, рассто ние от среза сопла до издели 2 мм. Дл перемещени горелки примен лс сварочный трактоо.and at a distance from the edge of the product l / 10 mm, short-circuit the nozzle with the product with a key. The indirect arc current rises to 20 A. When the burner continues to lead, the direct arc is ignited with a force of 20 A. After the initial seam section is formed at a distance of 10 mm from the edge tj, the short circuit is opened and the entire seam section is checked. When forming the final section, the nozzle with the product is short-circuited to the edge of 2 10 mm, the welding is completed, and after the main arc is extinguished, the burner retracts from the product. At a distance from the edge / 10 mm, the short circuit of the nozzle is opened by the article. When welding seams with a length of / v 150 mm, the middle sections can be welded without temporarily opening the short circuit of the nozzle with the product. These results were obtained at various initial welding conditions: the nozzle channel diameter was 3 mm, the nozzle height was 3 MT / i, the argon plasma gas flow was 5 liters / min, the distance from the nozzle section to the product was 1 mm; the diameter of the nozzle channel is 4 mm, the height of the nozzle channel is 2 mm, the flow rate of the plasma gas is 7 l / min, the distance from the nozzle section to the product is 2 mm. A welding path was used to move the torch.
Использование предлагаемого способа сварки дугой косвенно-пр мого действи обеспечивает повышение качества сварного соединени за счет устранени перегрева и чрезмерного расплавлени краевых (начало, окончание ) участков шва, устранение двойного дугообразовани при формировании краевых участков шва.The use of the proposed indirect arc direct welding method improves the quality of the welded joint by eliminating overheating and excessive melting of the edge (start, end) weld seams, and elimination of double arcing during the formation of the edge weld seams.