Способ дуговой сварки в защитных газах

Способ дуговой сварки в защитных газах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочного металла в защитных газах деталей малых толщин (до 5 мм) из алюминиевых сплавов, сталей и других материалов. Сущность способа: сварку деталей малых толщин выполняют пульсирующей дугой неплавящимся электродом на сварочную дугу воздействуют импульсно магнитным полем, генерируемым переменным током. При этом период изменения напряженности магнитного поля составляет не менее 0,7 от периода изменения сварочного тока, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 До 8.1 табл., 3 ил.

COK)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСГИЧГСКИХ

РЕспуБлик

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -- . менее тока, поля ,3 ил. Б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912874/08 (22) 19.02.91 (46) 23.11.92. Бюл, N 43 (71) Научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) О.M.Íîâèêîâ, В.И,Кулик, В.О.Токарев, В,П.Морочко, А.И,Антонов и В,А.Панфилов (56) Справочник по сварке./ Под ред.

А.И.Акулова . М., Машиностроение, т.1, 1978, с.145 — 150.

В.П.Черных и др, "Сварка с электромагнитным перемешиванием", К., Техника, 1983, с.11 — 20, (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей приса-. дочного металла в защитных газах деталей малых толщин (до 5 мм) иэ алюминиевых сплавов, сталей и других материалов, Известен способ сварки, при котором для обеспечения равномерного формирования и предотвращения прожогов при сварке малых толщин используют пульсирующий сварочный ток (Справочник по сварке, под ред, А.И.Акулова, т.1, Москва, "Машиностроение", 1978 г., с.145-150).

Однако известный способ не обеспечивает устранение трещин, шлаковых и окисных включений и пористооть в сварных швах.

Наиболее близким по технической сущности и достигэемому эффекту к заявляемому является способ сварки дугой, управляемой продольным магнитным полем, генерируемым переменным током, при котором для улучшения качества сварных швов. в том числе устранения трещин, шла„., Ы „„1776516 А1 (57) Использование: для дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочного металла в защитных газах деталей малых толщин (до 5 мм) из алюминиевых сплавов, сталей и других материалов, Сущность способа: сварку деталей малых толщин выполняют пульсирующей дугой неплавящимся электродом на сварочную дугу воздайствуют импульсно магнитным полем, генерируемым переменным током, При этом период изменения напряженности магнитного поля составляет не

0,7 от периода изменения сварочного а скважность импульсов магнитного выбирают в пределах от 3 до 8. 1 табл. ковых и окисных включений, пористосги на сварочную дугу и металл сварочной ванны воздействуют знакопеременным продольным электромагнитным полем (В.П.Черныш и др„"Сварка с электромагнитным перемешиванием", Киев, "Техника", 1983 г., r..11—

20).

Недостатком известного способа является невозможность выполнения сварки малых толщин без прожогов, трещин, пористости и окисных и шлаковых включений.

Целью изобретения является повышение качества сварных соединений деталей малых толщин путем устранения прожогов, трещин, пористости, окисных и шлаковых включений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дуговой сварки в защитных газах неплавящимся электродом с подачей присадочного металла, при котором сварку деталей малых тблщин (до 5 мм) выполняют пульсирующей дугой, на сварочную дугу воздействуют импульсно магнитным полем, 1776516 генерируемым переменным током, при этом период изменения напряженности магнитного поля составляет не менее 0,7 от периода изменения сварочного тока, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 до 8, В результате анализа известных способов дуговой сварки, при проведении патентных исследований, технических решений с совокупностью признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемого способа, не обнаружено.

Предложенный способ обеспечивает положительный эффект, так как устраняет образование прожогов, трещин;.окисных и шлаковых включений, пористости и повышает качество сварных соединений,.

На чертежах показана диаграмма изменений: на фиг,1 — постоянного сварочного тока, на фиг.2 — переменного сварочного тока, на фиг.3 — напряженности магнитного поля во времени.

Способ состоит в воздействии на пульсирующую дугу переменного и постоянного токов и металл сварочной ванны.и присадоч ной проволоки продольным магнитным полем напряженностью Н. Магнитное поле создают переменным током и подают импульсно с периодом TM. Период изменения сварочного тока Т, При этом Т 0,7 ТС8, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 до 8, Точка А на осциллограмме тока соответствует началу импульса постоянного тока

1и п, точка  — окончанию импульса тока, началу горения дежурной дуги !дд, точка С— началу окончания одного цикла изменения сварочного тока, Точки А1, В1 и С1 — соответственно для переменного тока. Точка 0 соответствует началу импульса магнитного поля, точка Е соответствует окончанию импульса магнитного поля и началу паузы, точка F соответствует окончанию цикла изменения магнитного поля, При Т><0,7 Тс наблюдается неравномерное плавление присадочного металла и отме зются случаи появления трещин и окисных включений в сварных швах из-за малого времени воздействия магнитного поля в периоды импульсов тока, когда происходит воздействие магнитного поля на сварочную ванну, и в периоды дежурной дуги, когда магнитное поле облегчает процесс равномерного плавления присадочного металла, При TM 0,7 Т в сварных швах дефекты отсутствуют, так как в моменты импульсов сварочного тока и в моменты горения дежурной дуги гарантированно обеспечивается воздействием магнитным полем на сварочную ванну и расплавляющийся присадочный металл, .

Скважность импульсов магнитного поля

5 определяли из соотношения о = —.-ЭкспеЪ .гп риментально установлено, что при длительности импульсов ти в пределах 0,6 — 0,8 с, а паузы тп = 0,1 — 0,2 с обеспечивается эффек10 тивное измельчение первичной структуры металла шва и окисных включений.

При длительности импульсов 0,6<

<0,8 с, а паузы 0,1< тл <0,2 с не обеспечивается измельчение первичной структуры

15 металла шва, что приводит к образованию трещин, особенно на участках окончания сварного шва, Кроме того не обеспечивается полное разрушение окисных плен, В сварных швах наблюдаются окисные вклю20 чения протяженностью свыше 3,0 мм при сварке деталей толщиной 2,0 мм.

П р и M е р. Осуществляли автоматическую аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом круговых стыков диаметром 80

25 мм, для чего в плоские заготовки размером

400х400х2 мм с центральным отверстием диаметром 80+0,2 мм из алюминиевого .сплава АМг6 вваривались круговые плоские заготовки диаметром 80 — 0,1 мм толщиной

30 2,0 мм. Сварочный ток изменялся от 90 А в импульсе до.40 А (дежурная дуга). Скорость сварки (V«) составляла 10 м/ч, Длительность импульса и паузы составляли 0,5 с.

Для осуществления способа использо35 вали устройство, состоящее из сопла-соленоида и тиристорного синхронного прерывателя переменного тока. Магнитное поле подавали с частотой 1,54 — 1,0 Гц и скважностью о = 3-8.

40 Для получения сравнительных данных также проводили сварку по способу-прототипу.

Оценку способов. сварки производили на основании замера суммарной протяжен45 ности окисных плен и наличия трещин. Наличие окисных плен и трещин определяли по результатам рентгеновского просвечивания, а наличие наружных трещин и прожогов — визуально с помощью лупы с

50 десятикратным увеличением, Влияние параметров магнитного поля на качество сварных швов отражено в таблице.

Как видно из таблицы в швах, выполнен55 ных по предлагаемому способу, трещины . отсутствуют, а суммарная протяженность окиснык плен в 5-6 раз меньше. чем при сварке известным способом, Предлагаемый способ сварки обеспечивает эффективное перемешивание распла1776516 щимся электродом с подачей присадочного металла, отличающийся тем. что, с целью повышения качества сварных соединений путем устранения прожогов, трещин, 5 пористости, окисных и шлаковых включений, на сварочную дугу импульсно воздействуют магнитным полем, генерируемым переменным током, при этом период изменения напряЖенности магнитного поля бе10 рут не менее 0,7 от периода изменения сварочного тока, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 до 8.

Период импульсов тока, с .

Способ сварки

Па за

Имп льс

Па за

Имп льс

0,5

0,6

0,05

0,5

Предлагаемый

0,25

0,5

0,5

0,6

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,1

0,2

0,1

0„2

0,08

0,6

0,6

0,8

0,8

0,8

0,1

0,5

0,5

0,9 0,5

0,5

Известный св пост. ток

Фиг. Т ва в сварочной ванне, разрушает окисную пленку на поверхности присадочной проволоки, обеспечивает равномерное ее расплавление и приводит к повышению качества сварных швов, Это снижает трудозатраты на исправление дефектов в 1,5-2,0 раза и повышает надежность сварных соединений.

Формула изобретения

Способ дуговой сварки в защитных газах, при котором сварку деталей малых толщин выполняют пульсирующей дугой неплавяПериод импульсов магнит- Результаты исного поля, с следований

Неравномерное формирование

Отдельные, трещины

Дефектов нет

Дефектов нет

Дефектов нет

Дефектов нет

Трещины, в кратере, окисные плены

Окисные плены, отдельные трещины

Трещины на участке окончания процесса сварки и окисные включения суммарной протяженности 46,1 мм на

1м шва

1776516 ткчп

Фит. 3

Редактор

Заказ 4092 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1св л в р в )и, ток

Составитель В, Лукоянов

Техред М,Моргентал Корректор Н. Слободяник