Способ односторонней дуговой автоматической сварки под флюсом и устройство для его осуществления

Способ односторонней дуговой автоматической сварки под флюсом и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматической дуговой сварке под флюсом с принудительным формированием обратной стороны шва и может быть использовано при изготовлении сварных листовых и корпусных конструкций. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения независимо от изменений зазора в стыке и толщины свариваемых листов, а также улучшение формирования diea за счет поперечной вибрации ползуна. При сварке флюс, просыпаясь через зазорлистов 11,попадает в накопитель флюса ползуна 3, плавится, образуя шлаковую прослойку между дугой и ползуном 3 и заполняя формирующую канавку . При горении на низком (I) энергетическом уровне образуется шлаковая коронка 13, препятствующая прохождению флюса, который переплавляется при переходе дуги на высокий (II) энергетический уровень. При возвращении на I энергетический уровень флюс успевает попасть в накопитель . При этом поступление шлака в формирующую канавку носит периодический характер. При вибрации ползуна 3 относительно шарнира 4 создается направленное принудительное перемещение флюса в сторону, обратную направлению сварки, в хвостовую часть ползуна 3. Частота и длительность импульсов сварочного тока выбираются в зависимости от толщины листов и скорости сварки. При этом упрощается техника выполнения процесса, улучшается формирование шва при изменении зазора в процессе сварки одного шва. 2 с.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил. VJ СО со ел XI о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)я В 23 К 37/06, 9/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4439150/27 (22) 13,06.88 (46) 07,06.92. Бюл. N. 21 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) В.К.Левчук, Г.М.Порутенка и В.А,Богдановский (53) 621.791.75 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1660918, кл. В 23 К 37/06, В 23 К 9/18, 03.05.88, Авторское свидегельство СССР

N 1581548; кл. В 23 К 37/06, 02.02.87. (54) СПОСОБ: ОДНОСТОРОННЕЙ ДУГОВОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПОД

ФЛЮСОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретеыие относится к автоматической дуговой сварке под флюсом с принудительным формированием обратной стороны шва и может быть использовано при изготовлении сварных листовых и корпусных конструкций, Цель изобретения — повышение качества сварного соединения независимо от изменений зазора в стыке и толщины саариваемых листов, а также улучшение формирования шва за счет попереч. Изобретение относится к автоматической дуговой сварке под флюсом с принудительным формированием обратной стороны шаа и может быть использовано при изготовлении сварных листовых и корпусных конструкций.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения независимо от изменений улучшение формирова„„5U 1738576 А1 ной вибрации ползуна. При сварке флюс, просыпаясь через зазор листов 11, попадает в накопитель флюса ползуна 3, плавится, образуя шлаковую прослойку между дугой и ползуном 3 и заполняя формирующую канавку. При горении на низком (I) энергетическом уровне образуется шлаковая коронка 13, препятствующая прохождению флюса, который переплавляется при переходе дуги на высокий (II) энергетический уровень. При возвращении на 1 энергетический уровень флюс успевает попасть в накопитель. При этом поступление шлака а формирующую канавку носит периодический характер. При вибрации ползуна 3 относительно шарнира 4 создается направленное принудительное перемещение флюса в сторону, обратную направле- .

we сварки, в хвостовую часть ползуна 3.

Частота и длительность импульсов сварочного тока выбираются в зависимости от толщины листов и скорости сварки. При этом упрощается техника выполнения процесса, улучшается формирование шва при изменении зазора в процессе сварки одного шва. 2 с,п. ф-лы, 1 табл., 4 ил. ния шва за счет поперечной вибрации ползуна

На фиг, 1 приведена схема выполнения процесса сварки, на фиг. 2 — устройство для осуществления предлагаемого способа, общий вид; на фиг, 3 — разрез А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 2, Устройство содержит П-образный корпус 1 с днищем и боковыми сторонами с

1738576

20

30

5Г опорными поверхностями 2, ползун 3, на нижней поверхности которого закреплено днище корпуса 1 с помощью UjapHNpa 4.

Ползун 3 снабжен формирующей канавкой

5 и накопителем 6 флюса треугольной формы с поверхностью 7 для забора флюса, На формирующей поверхности ползуна 3 в месте размещения канавки 5 выполнены перфорационные каналы 8, соединяющие канавку 5 с эжектором 9. В хвостовой части ползуна 3 закреплен генератор 10 колебаний пневматического типа. На фиг. обозначены также свариваемые листы 11, слой 12 шлака, шлаковые коронки 13 и 14, а также плавильные пространства 1 и 1!.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Флюс засыпают на поверхность свариваемых листов и возбуждают дугу. Просыпаясь сквозь зазор листов 11 между кромками свариваемых листов, флюс попадает в накопитель 6 ползуна 3, размещенный под плавильным пространством сварочной дуги, плавится, образуя защитную шлаковую прослойку между дугой и ползуном 3. которая заполняет формирующую канавку 5 по мере накопления шлака в накопителе и вытеснения его сварочной дугой. При этом сварка выполняется по увеличенному слою 12 шлака с образованием шлаковой коронки 13

Шлаковая коронка 13 образуется при горении дуги с низким энергетическим уровнем и плавильным пространством 1, поступление флюса на полэун 3 ухудшается, а флюс переплавляется при переходе дуги на более высокий энергетический уровень с плавильным пространством ll. При переходе дуги на низкий энергетический уровень флюс подается в накопитель 6. Таким образом, поступление шлака в формирующую канавку носит периодический характер, что улучшает формирование обратной стороны шва. Шлаковая коронка 14, образующаяся при горении дуги на высоком энергетическом уровне, не оказывает влияния на формирование поверхности шва, Устройство работает следующим образом.

При перемещении ползуна 3 вместе с корпусом 1 включают генератор 10 колебаний, который воздействует на ползун 3, подвергая его колебаниям относительно шарнира 4 в плоскости. параллельной плоскости размещения опорных поверхностей

2 боковых сторон корпуса 1. Место расположения пневматического генератора колебаний 10, частота и амплитуда поперечных колебаний подбираются так, что создается направленное принудительное перемещение флюса и сварочной ванны в сторону, сбратную направлению сварки, в хвостовую формирующую часть ползуна 3. Частота поперечных колебаний ползуна (10 — 30 Гц) зависит от скорости вращения стального шарика в генераторе колебаний и регулируется изменением подачи сжатого воздуха в генератор через газовый редуктор. Амплитуда колебаний регулируется винтами. Прйнудительная подпитка накопителя 6 флюсом, а формирующей канавки 5 шлаком производится с помощью вибрации ползуна 3, Размеры накопителя 6 выбраны так, что плавильное пространство 1 дежурной дуги перекрывает наклонную площадку (поверхность 7) примерно на половину ее длины.

Частота и длительность импульсов дежурной и основной дуг зависят от толщины свариваемых листов и скорости сварки и подбирается опытным путем. Канавка 5 с цилиндрической поверхностью и линейно увеличивающимися от начала к концу полэуна размерами способствует перемещению расплава в формирующую хвостовую часть ползуна 3 и сосредоточению его по оси формирующей канавки 5, свободному прохождению ползуна 3 вдоль формируемого обратного валика беэ образования эадиров, отжиманию ползуна 3 от свариваемых листов 11 и получению оптимальной геометрии обратной стороны шва. Зазор между нижней плоскостью свариваемых листов 11 и верхней поверхностью ползуна 3, создаваемый выступающими опорными поверхностями 2 корпуса 1, обеспечивает возможность поперечных перемещений ползуна 3 под воздействием генератора 10 колебаний и снижает вероятность образования подрезов от вытесняемого дугой на периферии канавки 5 и быстро эатвердевающего по краям обратного валика шва шлака, Перфорационные каналы 8, расположенные от дуги и накопителя б шлака на определенном расстоянии. зависящем от длины сварочной ванны и режима работы генератора 10, служат для температурной сепарации кристаллизующегocR металла (Т n = 1500 С) и жидкого шлака (T>,.ш. = 1150 — 1250 С), принудительного удаления избыточного шлака, создания под кристаллиэующимся швом подформирующего вакуума и соединяются с вакуумным патрубком эжектора 9, закрепленным в нижней части ползуна 3. Сечение и количество-перфорационных каналов 8 зависит от вязкости сварочного шлака и подбирается опытным путем, а разрежение в вакуумном патрубке регулируется и контролируется подачей воздуха в эжектор 9 через газовый редуктор, На всем протяжении формирующего участка увеличенная шлаковая прослойка в канавке

1738576 находится в жидкотекучем (T = 1400—

1500 С) состоянии благодаря подогреву сверху перегретым (Г = 1700 С) расплавленным металлом сварочной ванны.

При перемещении ползуна 3 эжектирование избыточного шлака, активно поступающего под действием вибрации в хвостовую часть ползуна, происходит в начале зоны кристаллизации обратного валика шва и каналов 8, где жидкая прослойка шлака под действием разрежения и подсасьюаемого в вакуумный патрубок со стороны формирующей канавки 5 воздуха разрывается, и ее капли, движущиеся в эжекторе 9 воздушными потоками, через вакуумный и напорный патрубки удаляются из эжектора и выбрасываются наружу. Кристаллизующаяся снизу хвостовая часть ванны при удалении из-под нее излишков шлака под действием гидростатического давления своей верхней жидкой части. разрежения в перфорационных каналах и вибрации проседает на холодную медную канавку 5, копируя ее цилиндрическую поверхность, охлаждается и выходит в широкую хвостовую часть канавки 5 и за пределы ползуна 3, Необходимое для смачивания ползуна 3 и защиты остывающего обратного валика от кислорода воздуха количество шлака при его эжектировании удерживается на кристаллизующейся поверхности обратного валика силами адгезии и поверхностного натяжения.

Режимы сварки по предлагаемому способу сварки на увеличенном шлаковом под-,, слое,. с принудительным эжектированием шлака вакуумированием, подформированием шва вакуумом, пульсирующей дугой, с поперечной вибрацией ползуна приведены в таблице.

Использование предлагаемых способа и устройства односторонней автоматической сварки на движущемся ползуне позволяет расширить диапазон применяемых сварочных флюсов с переходом к более высокоосновным флюсам, повышающим эксплуатационные характеристики сварного соединения, но обладающим худшими по сравнению с применяемыми кислыми флюсами формирующими свойствами.

Формула изобретения

1. Способ односторонней дуговой автоматической сварки под флюсом с принуди5 тельным формированием обратной стороны шва на движущемся совместно со сварочной головкой ползуне с формирующей канавкой, при котором заполнение формирующей канавки флюсом осуществ10 ляют в процессе сварки через зазор в свариваемых кромках, создают избыток флюса на участке непосредственно под дугой, а на начальном участке кристаллизации сварочной ванны создают разрежение со стороны

15 дна канавки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения независимо от изменений зазора в стыке и толщины свариваемых листов, сварку выполняют пульсирующей дугой на двух

20 . энергетических уровнях, соответствующих токам дежурной и основной дуг. с одновременной поперечной вибрацией ползуна в плоскости его перемещения, 2. Устройство для односторонней дуго25 вой автоматической сварки под флюсом с принудительным формированием обратной стороны шва, содержащее сварочную головку с электродом и связанный с головкой ползун прямоугольного сечения с формиру30 ющей канавкой и накопителем флюса треугольного сечения, размещенными на его формирующей поверхности, а также с эжектором, установленным на поверхности ползуна, обратной формирующей, и соединенным

35 с канавкой перфорационными каналами. отл ича ющеес ятем,что, ползун снабжен вибратором, выполненным в виде П-образного корпуса с днищем и боковыми сторонами с опорными поверхностями, выступающими

40 над формирующей поверхностью ползуна, и генератора колебаний, при этом корпус днищем шарнирно закреплен в головной части ползуна на его поверхности, обратной формирующей, и размещен с зазорами между его

45 боковыми сторонами и ползуном. а ползун своей хвостовой частью соединен с генератором колебаний в плоскости, параллельной плоскости размещения опорных поверхностей боковых сторон П-образного

50 корпуса.

1738576

l

I

1

1

1

I

I

1

1! х «) 3 У

m .

1 tO «3;

I Х «»

Щ 9

l У I3 S Щ с а алоэ

3 Х

3 У Щ t«3 о х щ с> а о 5 ъО

11 13 с«3 A

О О г и

И II Il

l Э 1

l S S

3 к о

О У

1 1- Щ о z о

Щ }О О I

I I

1 Э Э

1 с X

О 33 с а э ! tO «

3: О

1 I «» х о ! t» х

1 С 3

1 X.Ф х а

С7

c 4

1 х щ х! 1-

1 О Щ

}- а

v tQ

I Щ S

=3 m

С> м

tD с < л

v s

1 О У а а о щ у m о о

1 Э 0:)

1 э э

1 $ 1

I « »

) Q. cf

3 1 ! Щ «О х х

I м

-4

О м

Оъ м

I О

Я5 м

l е4

I У о

1 11

1 >Х

3 Х

I Л о

< а. I fO

3 СС«

1 сэсЕ

«:>

С:>

cD

LA ст> !

МО

lA

3»»

С> ф 1

4о

LA сл

1 Щ

I а э о у

1 С>3 Б

1 Щ 1m v О

I м

1

3

1 !

1 О

I I э «

1 Щ tg Щ

1 «33 С»

s s c

S O. 0 tO

I 1 Щ I !» оmоэх

3 }- v X X X

I I о s с>3 =Г I о у 1 с щ э 1

М . 1

К Щ ct} I

3 1

Э tO 2 X 1 С=«

zzт<сл

S I

I- 1 о 1 щ s 1

Щ O Q.

=3 C X I а>х Ф 1 о о х

}- m щ s 1

0z CX1

К I- » N X 3

s v I

zОСОcD<а

990! Л! ихсэ

I.I

tO 1

Z I л 1 с/ с 1 с =т I С>

Е â€” I »

1

1 сЦ

X сЧ

I. 1

1 б м

I <

1 О

< м

3 — — т

1

1 с:>

3 «D

1 1>

3>С 1.

<МС=> о

I с<\ — «

1

3 LA

X 1

X 3 «4

1 !

3 л

1 л Iхэх v о У.-.. 0 **

Q.IQ

» X э а.

1- С> У Э

Щ Щ - Î Iс м

1. cC I О 1„° й- «33 С v х о «о

С< I О Х с< Q. ° сЛ у х . с х «

1! О» Q У С>

С C»0 SО

ОУ}-О эщУ. ХO

ome amcD а м о о сх<3 аа о с

1 S I- m

I С Б 9 >х щао со э

1 }- У L С«3 Х

v to O cr. Х

tdXsga

>s э r e

O m m Щ I- «33

m с» У

zXtoОЭ

to e tt с с

mso c«! « охг я v

I aэ-лs

I S % " I- 3 3»»

<ЭЩ Î «О

9 Q.Х 0 Cr.СЭ в» аo

О «Oct O С.О у аm. У

to О о яо х О О3 л х >х I- щ

v с-. х е: х я

t 0 х

>хм<- щ 0 m

Ol ЩЭУЩ

}-хм o v

«>! 0% о Q. o

1 S . о

t to9w0о оосх s r аяо х z

1 9 C )(0 33;

CÅv аО Л 1 1- tO Х I» «х а. х о с хо к

<ХS О С у а 03 а «с о о ! Щ Х

m I- « >S >Х Л оОщОО

Ос= 1- 1- О

m zX: ° Л»

Са s

I с<: ??r3 n r, ccn>s х v

ZOC X9ЭЭ

I r с «БХ Ы У

to оп я я s

I tX >S Л:>> I»

О < с< а а Э

1 Х X Ф S S L у@с> I v v a а Q. ««» e щсоас с; z

m о»»co

<ОЩЩ<-СС

z ащ о оащ щ

<Х«I-10 У У Э

s xухааz

1 % X Э С«3 Щ Щ 3Е э % m m s

><С::> 3 О -: С>3 Ф LI L}

LA l if

С<Ъ ,3<> ! э

1 S

r

1 «О !

У

1 Э

I

I S

1 CL

>О l

« г

173857б

1738576

10: 3g 8g

Ща 3

Составитель Т,Арест

Техред М.Моргентал

Корректор А.Осауленко

Редактор Т.Зубкова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина. 101

Заказ 1964 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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