Способ дуговой сварки плавящимся электродом

Способ дуговой сварки плавящимся электродом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ преимуществен ,но порошковой проволокой, состоящей из сердечника и оболочки, по которому дополнительно подогревают проволоку на участке, расположенном выше токоподвода сварочного тока, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника проволоки от ее оболочки, перед подогревом сердечник смачивают жидкостью, а на участке подогрева оболочку нагревают со скоростью 100-600 С/с до температуры в 3-8 раз Bbmie температуры кипения жидкости, при этом жидкость берут с т.кип. 100ЗОО С . 1. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что, с целью более (Л равномерного нагрева сердечника, в жидкости предварительно растворяют по меньшей мере один из компонентов а с сердечника проволоки.

СС103 СОВЕТСНИХ

СФНЦ Н

РЕСПУВЛИН (19) (11) З(51) В 23 К 9/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕi1АМ ИВ< РЕТЕНИЙ V ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /"";;/

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Май (21) 3613481/25.-27

:(22) 01.07.83(46) 23.10.84. Б1ол. № 39 (72) Л.И.Куплевацкий, В.M.Êàðíåíêî, С.А.Шоно и И.Г.Лившиц (71) Краматорский индустриальный институт, (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Ющенко К.А. и др. Скоростная газоэлектрическая сварка нержавеющих сталей дополнительно подогреваемой проволокой. — "Автоматическая сварка", 1969, ¹ 1, с, 45-47.

2. Каховский Н.И. и др. Сварка в защитных газах плавящимся подогреваемым электродом. — "Автоматическая сварка". 1974. ¹- 12, с. 39-4 1 (прототип) . (54)(57) 1. СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ

ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ преимуществен, но порошковой проволокой, состоящей из сердечника и оболочки, по которому дополнительно подогревают проволоку на участке, расположенном выше токоподвода сварочного тока, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника проволоки от ее оболочки, перед подогревом сердечник смачивают жидкостью, а на участке подогрева оболочку нагревают со скоростью

100-600 С/с до температуры в 3-8 раэ выше температуры кипения жидкости, при этом жидкость берут с т.кип. 100300

Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью более равномерного нагрева сердечника, в жидкости предварительно растворяют по меньшей мере один из компонентов сердечника проволоки.

1119803

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для сварки н наплавки порошковой проволокой с внешней и внутренней газовой защитой. .Известен способ дуговой сварки плавящимся электродом, при котором осуществляют дополнительный подогрев электродной проволоки, причем подогрев производят на участке проволоки, расположенном между токоподво- 10 дом сварочного тока и дополнительным, установленным выше токоподвода сварочного тока. Использование способа позволяет понысить производительность сварки и уменьшить проплавление основного металла (1g .

Однако в данном способе в качест.ве плавящегося электрода используется проволока сплошного сечения, что ограничивает нозможности способа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ дуговой сварки плавящимся электродом, преимущественно порошковой проволокой, по которому дополнительно подогревают проволоку на участке, расположенном вьппе токоподвода сварочного тока.

Причем подогрев осуществляют от дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к токоподводу сварочного тока и токоподводу, установленному вьппе токо подвода сварочного тока. Режимы подогрева регулируют изменением напряжения на вторичной обмотке трансфор35 матора. Контролируемыми параметрами являются напряжение и ток подогрева.

Сварка характеризуется высокой производительностью и хорошим формированием шва Я .

Однако в известном способе при плавлении проволоки наблюдается отставание плавления сердечника от оболочки, что ухудшает ряд качествен-45 ных показателей процесса. Отставание вызвано тем, что при нагреве оболочки ввиду значительной разности теплопроводности материалов оболочки и сердечника тепловой лоток от внутренней поверхности оболочки, нагретой на участке подогрева, не успевает распространиться вглубь сеодечника. В результате наблюдается большой градиент температур по сече- 55 нию сердечника, что и вызывает повышенное отставание плавления сердечника от оболочки.

Цель изобретения - улучшение качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника от оболочки порошковой проволоки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дуговой снарки плавящимся электродом, преимущественно порошковой проволокой, состоящей иэ сердечника и оболочки, по которому дополнительно подогревают проволоку на участке, расположенном вьппе токоподвода сварочного тока, перед подогревом сердечник смачивают жидкостью, а на участке подогрева оболочку нагревают со скоростью 100-600 С/с до температуры. н 3-8 раз выше температуры кипения жидкости, при этом жидкость берут с т.кип. 100-300 С.

Кроме того, с целью более равномерного нагрева сердечника в жидкости предварительно растворяют по меньшей мере один из компонентов сердечника проволоки.

Сердечник порошковой проволоки представляет собой поликапиллярное пористое тело. При смачивании жидкостью оно интенсивно поглощает ее за счет капиллярных сил. Теплопроводность сердечника резко возрастает.

Это связано с тем, что теплопроводность жидкостей на один/два порядка больше теплопроводности воздуха, заполняющего пустоты сердечника. При последующем нагревании сердечника кондуктивным теплом оболочки до тем-, пературы кипения жидкости газообразные продукты испарения диффундируют в холодную центральную зону, конденсируются и отдают тепло. За счет капиллярных сил жидкость возвращается в зону нагрева, снова испаряется и переносит тепло н холодную зону (зону конденсации). В результате этих гидродинамических процессов зона испарения быстро перемещается к оси сердечника, соответственно и интенсивность теплового потока увеличивается и несколько раз. После полного испарения жидкости газообразные продукты удаляются через стык н оболочке проволоки.

Кроме этого, при растворении в жидкости одного или более компонентов сердечника и последующем испарении жидкости твердые частицы раствора, ввиду своих малых размеров (от единицы до десятков микромиллиметрон в диаметре) заполняют пустоты между

1119!

Наилучшие результаты получены при использовании жидкостей с т.кип. 100-3ОС С. При т.кип. меньших

100 С, сердечник не успевает прогреть

О ся по сечению ввиду большой скоросо ти испарения. При т.кип. более 300 С наблюдается неполное испарения жидкости, попадание ее в зону сварки и улучшение качества сварки.

Температуру дополнительного подогрева оболочки устанавливают более трех значений температур кипения жид кости, а скорость нагрева не более

60tr C/с. В противном случае испаре,О ние жидкости по сечению проволоки про. ходит с интенсивностью, недостаточной для полного удаления жидкости из сердечника. При температуре нагрева более восьми температур испарения

4О жидкости наблюдается взрывоопасное испарение жидкости, разрыхление сердечника и соответственно ухудшение условий передачи тепла от оболочки сердечнику. Скорость нагрева оболоч45 ки выбирают не менее 100 С/с, так о как при малых скоростях нагрева увеличивается расстояние между токоподводами сварочной горелки и соответственно ухудшается устойчивость разогретой проволоки, что может вызкомпонентами сердечника. Пористость сердечника уменьшается на 5-15Х.

При этом, ввиду увеличения числа точек передачи тепла теплопроводностью, тепловой поток от наружной поверхности к центру сердечника увеличивается, температура нагрева сердечника по сечению распределяется более равномерно. При плавлении проволоки уменьшается отставание плавления сердечника от оболочки проволоки и улучшается весь комплекс сварочнотехиологических показателей — улучшается качество нанлавленного металла, обеспечивается лучшая физическая защита области плавления за счет более полной диссоциации газообразующих компонентов проволоки, происходит более полное раскисление метал- . ла на стадии капель, уменьшаются 2п потери электродного металла.

803 4 вать нарушение стабильности процесса сварки.

Пример. Выполняют наплавку самозащитной порошковой проволокой карбонатно-флюоритного типа, содержащей кроме газошлакообразующих компонентов также легирующие элементы и раскислители. Проволоку изготовляют иэ металлоуглеродистой стальной ленты марки 08КП размером 0,6х12 мм трубчатого сечения, наружный диаметр проволоки равен 3 мм, коэффициент заполнения 26%.

Наплавку выполняют постоянным током обратной полярности от выпрямителя ВДУ-504 на сварочной головке

АБС по режиму: ток дуги 180-2?О В, напряжение на дуге 24-26 В, скорость наплавки 18 м/ч.

Подогрев проволоки осуществляют от низковольтного трансформатора с регулированием тока и напряжения во вторичной цепи с помощью тиристорного регулятора. Температуру оболочки о до 600 С измеряют термопарой, выше оптическим пирометром.

Участок подогрева располагают выше токоподвода сварочного тока. При подаче проволоки в зону плавления она погружается в ванну с жидкостью.

В качестве жидкости используют водный раствор мрамора и кальцинироо ванной соды с т.кип. 100 С.

Характер плавления проволоки оценивают по длине выступающей части сердечника, определяемой из кадров скоростной киносъемки, качество сварки — по коэффициенту разбрызгивания и содержанию азота в наплавленном металле. Для сравнения в аналогичных условиях испытывают известный способ.

Полученные результаты приведены в таблице.

Как следует из таблицы, при наплавке по предлагаемому способу улучшается характер плавления проволоки, отставание плавления сердечника от оболочки уменьшается более чем в два раза но сравнению с известным, разбрызгивание уменьшается в 1,5-2,0 раза, снижается газонасыщенность наплавленного металла.

1119803

Способ сварки

Си рость нагрева, С/с

Содержание азота, Й

Потери на разбрызгивание, Й

Длина выступающей части сердечника, ИИ

Температура подогрева, ОС Известный

210-250

630-832

0 034-0,042

0,036-0,043

8 ° О 10э3

9 ° 3-11, 5

3, 2-3,4

3,3-3,7 Предла" гаеиый

210-250

300-3 22

11 11

600-800

11 1!

50-1000 3, 0-3, 5

850-1050

Составитель А.Гаврилов

Редактор Н.Данкулич Техред М.Тенер КорректоР А.Тяско

Заказ 7525/10 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытнй

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

100-700

100-600

620-800

100-600

620-930

З,f-3,5

2, 1-2,4

3,1-3,5

1,45-1,8

3,1-3,7

7,3-9,2

5,6-6, 1

7,8-9, б

4э2-5эб

8,2-10,1

8, 2-11,3

О, 032-0, 042

Оэ 024 Оэ 028

0,032-0, 043

О, 021-0, 024

0,03 f-Оэ 04

0,033-0 038