Способ дуговой сварки порошковой проволокой

Способ дуговой сварки порошковой проволокой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ, состоящей из сердечника и оболочки, отличающ и и с я тем, что, с повышения качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника проволоки от ее оболочки, оболочку разбавляют на И участков, к каждому из которых подводят сварочный ток ic распределением его по убывающему закону в направлении движения проволоки , а длину участка проволоки, на котором осуществляют подвод тока, определяют из соотношения 1,2J Ьтб2,0 где |j - длина рассредоточенного токоподвода, мм; J - плотность сварочного тока, А/мм. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зш В 23 К 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ%9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3673748/25-27 (22) 27.10.83 (46) 30.12.84. Бюл. N - 48 (72) Л.M. Куплевацкий, В.М. Карпенко, С.А. Шоно и Ю.Д. Максимов (71) Краматорский индустриальный институт (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Акулов А.И. и др. Особенности сварки открытой дугой порошковой проволокой. — Сварочное производство", 1973, В 4, с. 19-22 (прототип) .. (54) (57) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ, состоящей из сердечника и оболочки, о т л и ч а ю„„Я0„„1131617 р, шийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника проволоки от ее оболочки, оболочку разбавляют на И участков, к каждому из которых подводят сварочный ток

Ic распределением его по убывающему закону в направлении движения проволоки, а длину участка проволоки, на котором осуществляют подвод тока, определяют из соотношения

1 2,1 .1„62 03 где 1„ — длина рассредоточенного токоподвода, мм;

J — плотность сварочного тока, A/MM °

1.1 31617

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для сварки и наплавки порошковой проволокой с внутренней или внешней защитой.

Известен способ дуговой сварки плавящимся электродом, преимущественно проволокой Г1).

В соответствии с известным способом сварочный- ток, проходя по участку порошковой проволоки, распо- !О ложенному между токоподводом и плавящимся торцом проволоки, нагревает его. При этом повышается теплосодержание проволоки и уменьшаются затраты энергии дуги на ее плавление. 15

В результате повышается производительность процесса, уменьшается проплавление основного металла.

Недостатком известного способа является ухудшение качества сварки 2п ввиду наличия отставания плавления сердечника проволоки от ее оболочки, Указанный недостаток вызван тем, что при прохождении сварочного тока по проволоке его распределение по сече- 25 нию происходит неравномерно. Большая часть тока проходит по металлической оболочке вследствие высокой электропроводности ее.материала. Нагрев оболочки сварочным током на участке вылета и токоподвода характеризуется высокой скоростью протекания процесса (100-500 С/с), что является следствием движения проволоки и точечного подвода тока к оболочке. Низкая тем35 пературопроводность дисперсных материалов сердечника и высокая скорость нагрева оболочки способствуют увеличению разности их температур и соответственно отставанию плавления сер- 4О дечника от оболочки. При этом часть шихты просыпается в сварочную ванну, засоряет ее неметаллическими включениями, ухудшает условия защиты электродных капель от внешней среды, уве- 4 личивает разбрызгивание электродного металла.

Цель изобретения — повышение качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника проволоки 50 от ее оболочки.

Поставленная цель достигается тем,. что согласно способу дуговой сварки порошковой проволокой, состоящей из сердечника и оболочки, оболочку раз- 55 бивают на И участков, к каждому из которых подводят сварочный ток с распределением его по убывающему закону в направлении движения проволоки, а длину участка проволоки, на котором осуществляют подвод. тока, определяют из соотношения

1,2 Ь 2 03 где Ьт — длина рассредоточенного токоподвода, мм;

j — - плотность сварочного -тока, А/Р .

При выполнении подвода сварочного тока рассредоточенным вдоль оболочки порошковой проволоки увеличивается число. электрических контактов между токоподводом и поверхностью оболочки, поэтому плотность тока в каждом из них уменьшается. Это вызывает уменьшение температуры локального нагрева оболочки в каждом из контактов и распределение ее по длине оболочки. В результате. уменьшается скорость нагрева оболочки на участке токоподвода, что в свою очередь, компенсирует различие в теплоинерционных свойствах материалов оболочки и сердечника проволоки, снижает разность температур между ними и способствует более равномерному их плавлению. Кроме того, исключение локального перегрева оболочки улучшает стабильность распределения температуры по периметру и в продольном направлении. Соответственно повышается и стабильность условий каплеобразования, переноса электродных капель и всего процесса плавления проволоки.

По мере движения проволоки от верхнего участка токоподвода к Нижнему температура оболочки повышается, соответственно увеличивается ее электросопротивление. Поэтому для уменьшения вероятности локального перегрева оболочки на нижних участках токоподвода токовую нагрузку этих участков уменьшают. Это достигается распределением тока по убывающему закону в направлении движения проволоки, например по линейному, экспоненциальному, логарифмическому и другим законам.

Длину участка оболочки, на которой распределяют подвод сварочного тока, выбирают в соответствии с плотностью тока. Это вызвано тем, что при увеличении плотности тока увели чивается, например, скорость нагрева оболочки в точках токоподвода за счет джоулевого тепла, возрастает разность температур оболочки и

3 113 сердечника из-за различий теплоинерционных свойств их материалов и соответственно увеличивается отставание плавления сердечника от оболочки и ухудшается качество сварки. Поэтому одновременно с изменением плотности тека производят изменение длины участка подвода сварочного тока к оболочке проволоки в соответствии с приведенным выражением. 10

Нижний предел коэффициента пропорциональности выбран из условия равномерности плавления сердечника и оболочки, а верхний — из условия технологичности реализации способа.

Если коэффициент меньше 1,2 то не успевает произойти выравнивание температур оболочки и сердечника проволоки, и при коэффициенте большем 2 значительно увеличиваются размеры и вес сварочной горелки.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходя из заданной технологии сварки .(наплавки) изделия, выбирают марку порошковой проволоки и сварочный ток, определяют сечение оболочки проволоки и рассчитывают плотность тока. По выражению для выбора длины участка токоподвода определяют пре30 делы ее значений. Нижний предел используют при условии получения минимальных габаритов горелки, верхнийпри условии минимального отставания плавления сердечника от оболочки.

Распределение тока по длине оболочки производят, например, дискретным . способом, т.е. токоподвод разделяют на ряд участков, электрически изолированных друг от друга и расположенных вдоль проволоки друг за другом.

К ним подключают отдельные источники питания или подключают их к одно-. му источнику через регулировочные

1 реостаты. Величину тока в участках устанавливают так, чтобы в каждом

45 последующем участке по ходу движения проволоки ток убывал. Процесс сварки ведут далее по заданной технологии.

На фиг. 1 представлена схема то50 коподвода; на фиг. 2 — закон изменения тока.

Токоподвод сварочного тока рассредотачивают вдоль оболочки 1 порошковой проволоки 2 по длине Ьт путем разделения его на ряд участков 3-8, 1

1617 4 изолированных друг от друга прокладками: 9. Длину 1 устанавливают в пределах 1,2-2,0 значений плотности сварочного тока, вычисленному по отношению величины сварочного тока3 к сечению оболочки 1. К изделию 10 и токоподводу подключают сварочный источник 11 питания. Для программирования распределения тока в цепи каждого из участков 3-8 включают балластные реостаты R1-Rá (или тиристорные регуляторы, индуктивные сопротивления), сопротивление которых изменяют обратно пропорционально току таким образом, чтобы величина тока, проходящего через каждый последующий участок токоподвода, считая в направлении движения проволоки к изделию со скоростью подачи V, была меньше, чем в предыдущем, т.е.

I) > Т.2 > I > 4 > I> > T< ° Закон изменения тока задают в зависимости от допустимой токовой нагрузки токоподводов и требуемой -температуры нагрева оболочки, например прямолинейный (кривая 12), экспоненциальный (13), параболический (14).

Пример. Проводили сварку порошковой проволокой трубчатого сечения диаметром 3 им карбонатно-флюоритового типа на аппарате АБС и питании сварочной дуги от источника

ВДУ504. Плотность сварочного тока была равной 50 A/мм2 . Токоподвод сварочного тока выполняли из отдельных участков, изолированных друг от друга и расположенных вдоль проволоки. К каждому участку сварочный ток подавали через балластный реостат РБ-300 такии образом, чтобы сила тока убывала по линейному закону в направлении движения проволоки.

Цлину рассредоточенного токоподвода изменяли от 50 до 100 мм, т.е.

Ьт

К = †. = 1,0-2,2. Сварку выполняли

J на пластинах из стали МСТ.З размером

12х60х400 мм. Оценивали качество сварки по следующим показателям: коэффициенту потерь электродного металла на разбрызгивание и содержание в направленном металле азота.

Напряжение на дуге 24-26 В, скорость сварки 20-24 м/ч.

В этих же условиях испытывали известный способ. Полученные результаты сведены в таблицу.

1131611

Ф

Коэффициент пропорциональности, К

Способ сварки !

Качество сварки, Х

Известный

3,5-4,0

10 5-13,1

0,051-0,057

60, Предлагаемый

7,5-8,1

0,028-0,032

2,2-2,8

1,0

50.

6,2-6,8

1,3-1,6

1,2

0,023-0,027

1,2-1,5

2,0

100

2,2

1,2-1,4

100

0,022-0,027 жание газов, что является результатом выравнивания температуры по сечению сердечника и более полной диссоциации газообразующих компонентов сердечникапроволоки.Кроме тога,умень шение просыпания шихты сердечника улуч. шает качество наплавленного металла, Как следует из таблицы, при сварке согласно предлагаемому способу в оптимальном диапазоне изменения длины рассредоточенного токоподвода по сравнению с известным способом, уменьшается длина выступающей части сердечника, разбрызгивание и содер3 4 5 б 7

ЗНИИПИ

Тираж 1036

Заказ 9691/7

Поддисное }ч}шал ШШ "Патент", Ушгород э Ул е Проев } ная, Свободный вылет электрода, мм

Длина рассредоточенного токо» подвода, мм

Длина высту- пающей части сердечника, MM

6, 1-6,6

0,021-0,026

6,3-6,8