SU829366A1 - Способ сварки сжатой дугой - Google Patents

Description

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 изделию

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.

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.

Claims (3)

1. Патент Франции 2149.347, кл. В 23 К 9/00, 05.чОб.73.

2. Патент ФРГ 2140967,

В 23 К 28/00, 06.12.76.

кл.

3. Вайпермен Л.Е. и др. Плазменна  наплавка металлов. Л., Машиностроение , 969, с. 14, рис. 4а.

3. 2

поз.З

.

. фи&. 1

игЗ

О (+1

f TTT TTTff / J f I л

CD

pue.4h .nm

3 t l.uM