Способ сварки электрозаклепками плавящимся электродом в среде защитных газов

Способ сварки электрозаклепками плавящимся электродом в среде защитных газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ СВАРКИ ЭЛЕКТРОЗА .КЛЕПКАМИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ, при котором процесс начинают в смеси активного и инертного газа, а заканчивают в инертном газе, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества электрозаклепочного соединения , отключение активного газа осуществляют в момент начала кристаллизации наружной гр1аницы головки электрозаклепки. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (19) %ФЪФ (П)

3(50 В 23 .К 9/16

/., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"

Н ABTOPCKOMY CRNPETEJlbCTBY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3571195/25-27 (22) 04.04.83 (46) 30.03.84. Бюл. Р 12 (72) A.Ë.Хейфец, A.A Помазан, A.È.Õóäÿêîâ и И.A.Ãèíäèí (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.791.753(088.8) (56) 1. Потапьевский А.Г. Сварка в защитных газах плавящимся электродом. М., Машиностроение, 1974 с.85.

2. То же, с.162.

3. То же, с.129.

4. Заявка Японии У 53-153066, .кл. В 23 К 9/12, 1980 (прототип) ° (54) (57) СПОСОБ СВАРКИ ЭЛЕКТРОЗА—

КЛЕПКАМИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В

СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ, при котором процесс начинают в смеси активного и инертного газа, а заканчивают в инертном газе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества злектрозаклепочного соединения, отключение активного газа осуществляют в момент начала кристаллизации наружной границы головки злектроэаклепки.

1082581

Изобретение относится к сварочному производству и предназначено для сварки электроэаклепками плавящимся электродом в среде защитных газов.

Известен способ дуговой точечной сварки плавящимся электродом в среде аргона (1) .

Однако электрозаклепочные соединения, выполненные с помощью. этого способа, обладают недостаточной глубиной проплавления и, кроме того, граница головки электрозаклепки зачастую имеет неправильную, отличную от окружности форму.

Известен способ дуговой точечной сварки плавящимся электродом в среде углекислого газа, позволяющий получить очертания наружной границы головки электрозаклепки, близкие к окружности с достаточной глубиной цроплавления |2j .

Однако в этом способе наблюдает.ся усадочный дефект в виде углубления на поверхности головки электроэаклепки, снижающий качество внешнего вида.

Известна также дуговая сварка в смеси аргона и углскислого газа (3j .

Однако даже при небольшом содержании углекислого газа (3-5%) в газовой смеси содержащей аргон, на поверхности головки электроэаклепки наблюдается усадочный дефект, характерный для электрозаклепочных соединений, выполненных в среде углекислого газа.

Наиболее близким по техничесКой сущности к предлагаемому является способ дуговой точечной сварки, при котором дугу возбуждают между свариваемым иэделием и покрытым электродом, защищаемым потоком газа.

Сопло, в котором горит дуга, вначале заполняют активным газом или газовой смесью с контролируемой активностью. По прошествии определенного времени после зажигания дуги в сопло подают инертный газ (4), Однако в указанном способе нет связи между моментом изменения состава газовой смеси и процессом формирования электрозаклепки. Поэтому применение указанного способа при сварке стальных изделий тонкой электродной проволокой не позволяет надежно устранить дефекты формирования, характерные для сварки в углекислом газе и аргоне,.а именно наличие усадочного дефекта на поверхности головки электрозаклепки и отклонение наружной границы головки от окружности. Кроме того, шлаковая корка, образующаяся при сварке покрытым электродом на его розаклепками плавящимся электродом в среде защитных газов, при котором процесс начинают в смеси инертного и активного газа, подаваемой в сопло, а заканчивают в инертном газе, отключение активного газа

1 выполняют в момент начала кристаллизации наружной границы головки электрозаклепки.

Установлено, что при дуговой точечной сварке стальных иэделий тонкой электродной проволокой в газовой смеси, содержащей углекислый газ и аргон и подаваемой ! в сопло, преждевременное отключение углекислого газа до момента начала кристаллизации наружной границы ! головки электрозаклепки вызывает неровность наружной границы и овальность головки электрозаклепки, которые характерны для электрозаклепочных соединений, полученных в среде одного аргона.

Отключение. углекислого газа пос ле момента начала кристаллизации наружной границы головки электрозаклепки не устраняет усадочный дефект на поверхности головки электрозаклепки, характерный для электрозаклепок, полученных в среде одного углекислого газа.

Отключение углекислого газа в

4 газовой смеси, подаваемой в сопло, по моменту начала кристаллизации наружной границы головки обеспечивает получение электрозаклепки с правильной округлой формой, ха4 рактерной для углекислого газа и исключает дефекты на поверхности головки электрозаклепки.

Кристаллизация и последующее охлаждение поверхности электро.заклепки и остаточной капли на конце электрода в среде инертного газа (аргона) приводит к отсутствию окисных и шлаковых пленок.Это дополнительно улучшает внешний вид электро заклепки, повышает надежность возбуждения дуги в последующем цикле сварки и в целом повышает качество процесса.

На чертеже приведена схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

0

0

60 торце, снижает надежность повторного возбуждения дуги.

Цель изобретения — повышение качества электрозаклепочного соединения за счет улучшения внешнего вида электрозаклепки и надежности повторного возбуждения дуги.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу сварки электР корпус горелки 1 через верхний ввод 2 подают инертный газ, проходящий через газовый клапан 3, 1082581

10 которым управляют с помощью схем 4 управления. Контроль за расходом газа выполняют с помощью ротаметра 5 и редуктора .6. Через нижний ввод 7,являющийся выходом -газового клапана 8, расположенный в зоне сопряжения мундштука 9 е корпусом горелки, подают активный газ, расход которого контролируют с помо.щью ротаметра 10 и редуктора 11.

Управление клапаном 8 выполняют.

1 также с помощью схемы 4. Смещение активного и инертного га:.за в газовую смесь производят в корпусе горелки 1, внутрен няя поверхность которого вместе с наружной поверхностью направляющего канала электродной проволоки 12 образует камеру смешения газов.. Дугу возбуждают избыточно контактным способом, путем закорачивания электродной проволоки 13 на иэделие 14, при этом проволоку подают с помощью механизма 15, приводящего в движение подающие ролики 16. Про.цесс выполняют от выпрямителя 17 обычно на обратной полярности.

Отключение активного газа осуществляют в момент времени, когда начинается кристаллизация металла в области наружной границы головки электрозаклепки. Этот момент выявляют по-разному. В общем случае— с помощью предварительно проведенной киносъемки. Может быть применен для этой цели оптический. датчик с узкой зоной наблюдения, направленной на предварительно определенное место нахождения границы головки электрозаклепки.

В случае применения газовой смеси, содержащей в качестве инертного газа аргон, а в качестве актив ного - углекислый газ, момент начала кристаллизации наружной границы головки электрозаклепки выявляют путем предварительной постановки серии электрозаклепок с. последовательным увеличением длительности подачи активного газа при прочих неизменных параметрах режима, при этом измеряют размеры электрозакле- пок и фиксируют наличие шлаковых частиц на границе головки, а искомый момент определяют как момент, соот.ветствующий минимальной длитель.,ности, при которой; наружная грани « ца.головки по форме отличается от окружности не более, чем на. 5% и имеет равномерные следы шлака.

Выявленную длительность подачи газа фиксируют и в дальнейшем сварку электрозаклепок на данном режиме выполняют при этой длительности.

Завершают процесс сварки в среде инертного газа, отключение которого осуществляют после охлаждения по4 верхности головки электрозаклебки и остаточной электродной капли ниже температур окисления. При этом поверхности головки электрозаклепки и капли не должны иметь цветов побежалости.

Пример . Способ сварки электрозаклепками реализован при сварке ответственных соединений из стали 55. Сварку выполняли на ббратной полярности тонкой электродной проволокой марки Ca — 08Г2С диаметром 1,2 мм. Источник питания— выпрямитель BC-300.

В качестве. активного использовали углекислый газ, а в качестве инертного — аргон, с содержанием последнего в газовой смеси в пределах 25-50%. Смешение газов производили в корпусе горелки в соответ.ствии со схемой. В качестве отсекателей газа применяли газовые клапаны марки П-ЭПК-12У4, при этом углекислотный клапан располагали на расстоянии 30 ьм от корпуса горелки. Расход защитных газов устанавливали по ротаметрам марки

РС-3. Напряжение холостого хода источника устанавливали в пределах

30-31В. Вылет электрода - 12 мм.

Зазор между торцом сопла и изделием составлял 2 мм.

Выполнялась сварка двух типоразмеров электрозаклепочных соединений °

В первом случае продолжительность горения дуги при диаметре головки

З5 электрозаклепкп равном 10 мм составляла 0,66 с. При этом момент отключения активного газа определяли путем предварительной постановки серии электрозаклепок с последова40 тельным увеличением длительности подачи углекислого газа, измеряли размеры электрозаклепок и фиксировали наличие шлаковых частиц по границе головки, а искомый момент определяли как момент, соответствующий минимальной длительности, при которой наружная граница голов ки по форме отличалась от окружности не более, чем на «+5%, и имела равномерные следы шлака. Эта длительность, отсчитываемая от начала горения, составляла 0,54 с.

Во втором случае продолжительность горения дуги при диаметре го.ловки электрозаклепки равном 6 мм, составляла 0,48 с. При этом длительность подачи активного газа, отсчитываемая от начала горения дуги, составляла 0,32 с. Последующее отключение инертного газа в

6О обоих случаях выполняли по истече" нии 3 с после окончания горения дуги.

Ъ

Процесс был реализован íà crfeциальной установке для дуговой

65 точечной сварки с программированием

1082581

15

25

Составитель В.Кулик

Редактор Е.Папп Техред М.Гергель -Корректор Г.Огар

Заказ 1634/12 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 параметров и высокой надежностью возбуждения дуги.

В результате были получены электрозаклепки без усадочного дефекта на поверхности головки. Отклонение форм головок электрозаклепок от окружности, которое определяли по относительной разнице минимального и мак-симального диаметров было не более, чем 5%. Макрошлифы показали, что проплавление имеет форму, характерную для процесса дуговой точечной сварки, выполняемой в среде углекислого газа. Электрозаклепка и остаточная капля на торце электрода имели чистую поверхность без окислов и шлаковой корки, что улучшало внешний вид соединения и позволило добиться высокой надежности возбуждения дуги в повторном цикле без специальной дополнительной подготовки торца электрода (напри,мер беэ откусывания капли, застывшей на торце) .

Проводились испытания по базовому варианту в качестве которого был взят расйространенный способ дуговой точечной сварки в среде углекислого газа. Параметры режимов сварки были взяты такие жег что приведены в примере. Выполняли сварку десяти образцов с диаметром голонки электрозаклепки 10 мм и десяти образцов с диаметром головки электрозаклепки 6 яч. Во всех случаях был отмечен усадочный дефект на поверхности головки электрозаклепки; диаметр дефекта 2-5 мм, глубина 1-2 мм. Наличие усадочного дефекта снижает качество соединения. При этом во всех случаях торец электродной проволоки был покрыт окисной и шлаковой пленкой, что снижало надежность возбуждения дуги и качество сварки.

Таким образом, предлагаеьый способ позволяет получать электроэаклепочные соединения с правильной, близкой к окружности, формой наружной границы головки электрозаклепки и гладкой, без дефектов, поверхностью головки, а тем самым устраняет недостатки прототипа и базового варианта.

Хороший внешний вид электрозаклепок в сочетании с достаточными прочностными характеристиками позволяет заменить клепаные соедине-. ния на электрозаклепочные в ряде сварных узлов ответственных соединений и тем самым снизить трудоемкость изготовления узла..