Способ односторонней дуговой автоматической сварки и устройство для его осуществления

Способ односторонней дуговой автоматической сварки и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование - изготовление сварных листовых металлоконструкций методом однрсторонней дуговой автоматической сварки . Сварку производят на движущемся прлзуне с формирующей канавкой на увеличенном шлаковом подслое 23. Скорость саарки и частота пульсаций дуги зависят от зазора между свариваемыми листами 22. При сварке листов с переменным зазором при превышении зазором максимально допустимой величины в него со стороны головной части ползуна подают припадочную проволоку 12. Сварочное устройство содержит ползун с углублением 20 для накопления флюса и шлака. Перед сваркой в режиме технологической наладки проволока 12 при помощи блока роликов 9, подпружиненных направляющего 10 и заводящего 11 роликов подается в паз 19 ползуна, Размеры блокроликов при зазоре в стыке 6-10 мм обеспечивают подачу проволоки в зазор, обратной скорости сварки. Присадка ограничивает поступление флюса на ползуне. При малых зазорах в стыке проволока вытесняется из зазора и залегает в пазу 19, перемещаясь совместно с формирующим устройством и не влияя на процесс сварки. Ползуну придают колебания вибратором 21, место положения которого, частоту и амплитуду колебаний выбирают из условий направленного перемещения флюса и сварочной ванны в хвостовую часть ползуна. Поджзтие формирующего устройства к стыку производится пружинно-винтовым устройством с усилием F. 11 ил., 2 с.п. ф-лы. .j(a) kB-var-Ј(a) и 3 П ьчясэсяА

СОКОВ COBFTCKVlX сОциАлист ических

РЕСПУБЛИК (51)s В 23 К 9/18, 37/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЬЛ> .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4846456/08 (22) 09.07.90 (46) 30.08.93, Бюл, (Ф 32 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) В.К.Левчук, Г.М.Порутенко и В,А,Богдановский (56) Авторское свидетельство СССР

К 1738576, кл. В 23 К 37/06, 1983, Авторское свидетельство СССР и 1798082, кл. В 33 К 37/06, 1990, (54) СПОСОБ О! НОСТОРОННЕИ ДУГОВОЙ ABTOIVIATI4×ÅÑÊÎÉ СВАРКИ И YCTР(ЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) ИспользîDание — изготовление сварных листовых металлоконструкций методом однрсторонней дуговой автоматической сварки. Сварку производят на дви>кущемся ползуне с формирующей канавкой на увеличенном LIIJIBKoBQI подслое 23, Скорость сварки и частота пульсаций дуги зависят от зазора между свариваемыми листами 22.

При сварке листов с переменным зазором при превышении зазором максимально допустимой величины в него со стороны голо„„ Ж „„1837ООЗ А1 вной части ползуна подают приладочную проволоку 12. Сварочное устройство содержит ползун с углублением 20 для накопления флюса и шлака, Перед сваркой в режиме технологической наладки проволока 12 при помощи блока роликов 9, подпружиненных направляющего 10 и заводящего 11 роликов подается в паз 19 полэуна, Размеры блокроликов при зазоре в стыке 6 — 10 мм обеспечивают подачу проволоки в зазор, обратной скорости сварки, Присадка ограничивает поступление флюса на ползуне. При малых зазорах в стыке проволока вытесняется иэ зазора и залегает в пазу 19, перемещаясь совместно с формирующим устройством и не влияя на процесс сварки. Ползуну придают колебания вибратором 21, место поло>кения которого, частоту и амплитуду колебаний выбирают из условий направленного перемещения флюса и сварочной ванны в xBocTQB1,10 часть l1ol13vHB. Поджатие формирующего устройства к сть;ку производится пружинно-винтовым устройством с усилием F, 11 ил„2 с.п. ф-лы, 1837003

Изобретение относится к способам односгоронней автоматической сварки под флюсом с обратным формированием шва и может быть применено в судостроении, хиМИ-IBCI Оь.ч НэфтЯНОМ, тРаНСПОРтНОМ, ЭНЕРГеTИ "Iеском t4ашиностроении при изГОговлении ceapHblx листовых и корпус11!,lv. метannoêîíñòðóêöèé. ! Ie! ь изобретения — снижение трудоем копи !Bготовления полотнищ и повышение ...Л-част:a caaI.HI.!>: швов при односторонней

1; 1

- t

Н,:1 фиг. 1 изображено устройство для .:Суп:,.= ставания. предлагаемого способа свапки; на фиг, 2 и 3 — соответственно ce÷åнг:;я,г-< /А i1 Б-Б гга фиГ. 1, На фиГ, 4 6

:;"оотг>етп ванно сечения В Р, à — Г, Д вЂ” Д на фиг. 1; 11а фиг, 7 — сечение Б — Б е еличенHoI виде, поясняющем рабогу подающих блок-роликов; на фиг. 8--10 — се. ветственно ко»сTðóKöèÿ формирующего углройства г;олзуном, продольное осевое cечение формиру1ощего устройства F.--Е и вид Ж на ,,:. ..8; на фиг. 11 — устройство для сварки.

В электродной части сварочного а;па ;-.:,a мундггггук 1, связанный с .1еха .:.нес .:1 м ко:-1иром 2 с подпру>к ".ненным

1:о1111,ескигл роликом 3, »

;»Ii i y I, cBR:::..н1:„» со сварочным аппаратом пло.-.кой ... o i" но 1<ам ) 6, обеспечивает у.ep» a÷èå

i;о,.;>катив формирующего устройства к сгыку в месте сварки, На подвеске размещены кассета 7 с присадочной пооволокой. правиль1!ûII механизм 8, следящеподающий блок роликов 9 (см. фиг. 7) с накаткой рабочих поверхностей, подпру>киненный

Hai!равлягогций 10 и заводящий 11 присадочнуго провог1оку 12 в зазор, ролики.

ФормируЮ1цЕС уСтрайСтвО 13 имЕЕт

1<ерпус ".4 (см. фиг. 8, 9, 10) с опорными

noBepxIioстями 15, параллельными и распо1о>канныь "1 выше формирующей поверхности г1олзуна 16, Головная часть ползуна соединена с корпусом шарниром 17, а формирующая часть имеет возможность поперечного, регулируемого винтами, перемещения. В передней части формирующей канавки 18 имеется паз 19, для размещения прлсадочной проволоки под стыком при 1;алых зазорах в стыке, и углубление 20 — накопитель флюса и шлака, с наклонной в сторону хвостовой части ползуна поверхностью, Хвостовая часгь ползуна жестко связана с пневматическим вибратором 21, создающим поггеречные колебания ползуна

16 в корпусе 14. Хвостовой торец ползуна выведен за пределы корпуса формирующего устройства.

На фиг, 11 показана схема процесса односторонней сварки под флюсом по предлагаемому способу.

Устройство работает следующим образом, Во время сварки, промывающийся в переменный зазор ежду свариваемыми листами 22, флюс, по наклонной поверхности накопителя флюса и шлака 20, попадает в плавильное пространство сварочной дуги, подпитывая шлаком защитную шлаковую прослойку между, цугой и ползуном и формирующую канавку ползуна, по мере накопления и вытеснения и ака дугой из накопителя. Сварка в з- . случае ведется по увеличенному шлаковому подслою 23, Стабилизация заполнения зазора расплавленным металлом и глубины прославления стыкуемых кромок производится за счет автомати еской корректировки скорости сварки и пульсирующей дуги с двумя энергетическими уровнями, причем скорость сварки и частота сварочного тока зменя: г..я обратно-пропорционально сбо,: .« ому зазору в стыке.

При движенил трактора по переменному зазору изменяется величина "погружения" в зазор кони lecIкиненного ролика 3 hexa!-li «eclиг, 2).

Сигнал датчика, черезделлтель напряжения подается в блок управления тиристорным приводом перемещения тележки и, через преобразователь "напряжение-частота", в схему тиристорного источника питания сварочной дуги, Улучшение формирования обратной стороны шва при максимальных зазорах в стыке (6-10) мм, связанных со слишком большим поступлением флюса на ползун, производится в предполагаемом изобретении следующим образом. Перед сваркой в режиме технологической наладки конец присадочной проволоки 12 из кассеты 7, через правильные ролики 8, блок-ролики 9, подпружиненные направля1ощий 10 и заводящий 11 ролики подаются в головной паз

19 ползуна до начала накопителя 20. После этого производится поджатие подвески к свариваемым листам с усилием P.

Поджатие формирующего устройства к стыку производится пружинно-винтовым устройством с усилием F. В зависимости от величины зазора в стыке подающий присадочную проволоку блок-ролик то ли прижимает ее к полотнищу, то ли нет, Конструктивные размеры блок-роликов выбираются таким образом, что при зазоре в стыке 6-10 мм обеспечивается надежное

1837003

20

35

50

55 прижатие проволоки к полотнищу и подача ее в зазор со скоростью (-Vt:tt). Присадка от аниниеает поступпение флюса на попаун . и оказывает благоприятное влияние на формирование одностороннего шва (диаметр пр садочной проволоки составляет 3-4 мм, гр нуляция сварочного флюса 0,5 — 4 мм). В за исимости от величины максимальных зазоров в стыке и толщины свариваемого метал.ла возможно применение сим летричного блок-ролика для подачи двух присадочных пррволок в зазор со сторон обоих полотни ц, В качестве присадки возможно применение порошковой проволоки, содер>кащей ле ирующие и поверхностно-активные химические элементы позволяющие дополнительно воздействовать на металлургию процесса сварки и формирование обратного валика шва

При малых зазорах в стыке проволока вь тесняется иэ сборочно-сварочного зазора,, утапливает подпружиненные направляю ций и заводящий ролик и залегает в пазу

19l ползуна, перемещаясь совместно с формт рующим устройством со скоростью сварки и не влияя íà ее ход.

Характерным для процесса одностороннцй сварки на движущемся погзуне является зашлаковывание формирующей канавки сс стороны головной части ползуна с образс ванием шлакового козырька 24, препятству 1ощего поступлению флюса на ползун (а п и сварке по увеличенному шлаковому пт дслою в накопитель). Активизация подачи флюса в плавильное пространство дуги и на п лзун, транспортировка шлака и расплавленного металла от дуги в формирующую ч сть канавки, формирование обратного валика в зоне кристаллизации достигается за счет поперечной вибрации ползуна.

Место располо>кения пневматического вибратора 21, частота и амплитуда поперечн х колебаний подбирается так, что создается направленное принудительное пЕремещение флюса и сварочной ванны в сторону обратную направлению сварки, в хвостовую формирующую часть ползуна.

Амплитуда колебаний регулируется вйнтами (см. фиг. 8), Принудительная подпИтка накопителя флюсом, а формирующей канавки шл êîì производится с помощью вибрации палзуна 16. Причем шлаковый козырек 24, образующийся при горении дуги с низким энергетическим уровнем (дежурной) с плавильным пространством 1, ухудшаютций поступление флюса на ползун, и скапливающийся на границе плавильного пространства 1 флюс переплавляются при переходе дуги на более высокий энергетический уровень с плавильным пространством П (основная дуга), гарантирующей полное проплавление кромок стыкуемых листов без повреждения формирующего устройства, поскольку импульс кратковременный (0,3-1,0) с, и обеспечивает периодическое восстановление процесса подачи флюса и шлака на ползун при переходе на дежурную дугу. Поступление шлака в формирующую часть ползуна приобретает периоди.вский характер, улучшающий формирование валика одностороннего шва.

Шлаковый козырек 25, образующийся при горении основной дуги, в дальнейшем процессе сварки влияния на формирование

IIJBB не оказывает, Одновременно, применение пульсирующей дуги при односторонней сварке по переменному зазору в стыке позволяет стабилизировать проплавление кромок и формирование обратного валика шва.

Размеры накопителя выбpаl(ы таким образом, что плавильное пространство 1 дежурной дуги перекрывает наклонную площадку 20 примерно наполовину ее длины. Частота, длительность и амплитуда импульсов дежурной и основной дуг зависят от величины зазора в стыке и толщины свариваемых листов и подбираются опытным путем, Изменение скорости сварки и частоты пульсации дуги обратно-пропорционально величине зазора значительно стабилизирует тепловложение в основной мсталл, проплавление стыкуемых кромок, заполнение разделки электродным металлом и формирование одностороннего шва, Канавка с цилиндрической поверхностью и линейно увеличивающимся от начала и к концу ползуна размерами способствует перемещению расплава в формирующую хвостовую часть ползуна и сосредоточению его по оси формулирующей канавки, свободному прохождению полэуна вдоль формируемого обратного валика без образования задиров, отжимание ползуна от свгриваемых листов и получение оптимальной геометрии обратной стороны шва. Зазор между нижней плоскостью свариваемых листов и верхней поверхностью ползуна, создаваемой выступающими опорными поверхностями 15 корпуса 14, обеспечивает возможность поперечных перемещений палэуна под воздействием вибратора 21 и снижает вероятность образования подрезав от вытесняемого дугой на периферию канавки и быстро затвердевающего по краям обратного валика шлака.

Длина формирующей части ползуна гыбирается таким образом, чтобы температурная сепарация кристаллиэующего металла

1837003 сварочной ванны (t

fS ++BvaKc) Г I<3 где S -- тол цина свариваемых листов; э.p!

Кристаллизующаяся снизу хвостовая часть <3ОГ<ны. при удалении из под нее излиш КО<3 шлака, под действие<4 гидростдти ческого давления своей верхней жидкой части и вибрации, оседает на формирующую 20 поверх<-:Ость ползуна. Необходимое для защиты ость,вэющего валика от кислорода воздух"". количес,тво шлака удерживается на

I3fI> пс верхности силами адгезии и поверх- . и ОСТН О ГО t !c3T

Благодаря применению вибрации зона

Гс: спераl óðl<ой сепаоации Måòýëëà и шлака случается достаточно широкой, что при co>n ..!,.:;,:.: ии технологической дисциплины при

".в-:.ркс исключает провалы сварочной ванны 30 и выплески ме,алла с поГ<зуна на больших

ЗЭ:Q IDÕ. !!,3irl сварке по малым и средним зазорам в с. ы:=: формирование обратной стороны <ивэ происходит в средней части 35 формирующей канавки с помощью вибрации.

Раз леры обратного валика на больших зазорах Отличаются несколько большей шириной (1,5-2,5) мм, так как формирование 40 сго происходит в более широкой части канав«! ползуна, однако не выходят из существующих допусков.

Г<ример выполнения односторонней сварки по переменному зазору описанным 45 способом приведен в таблице.

Формула изобретения

1. Способ односторонней дуговой автоHBI.ii«åñêoé сварки под флюсом с принудительным формированием обратной стороны 50 шва на движущемся совместно со сварочной головкой ползуне с заполняемой флю-.0ì формирующей канавкой, при котором под. дугой создают избыток флюса, сварку вь;пол <я<от пульсирующей дугой на двух 55 энергетических уровнях, ползуну придакп поперечные колебания, скорость сварки и частоту пульсации дуги выбирают обратно пропорциональными величине зазора между кромками, а длину формирующей части полэуна выбирают в 7-8 раз больше среднего арифметического величины зазора и толщины деталей, отличающийся тем, что, с целью улучшения формирования сварочного соединения при сварке листов с переменным зазором, в процессе сварки при превышении зазором максимально допустимой величины ограничивают поступление флюса на формирующую канавку ползуна путем подачи в него присадочной проволоки со стороны головной части ползуна параллельно его формующей поверхности со скоростью, равной скорости сварки, а при уменьшении величины зазора меньше допустимой величины подачу присадочной проволоки прерывают.

2. Устройство для односторонней дуговой автоматической сварки листов, содержащее сварочный аппарат, снабженный подпружиненным коническим роликом для измерения сварочного зазора и индукционным сенсором, и жестко связанный с ним через подвеску корпус с опорнь<ми параллельными поверхностями, в котором шарнирно с боковыми зазорами установлен ползун с наклонным углублением в головной части, переходящим в формирующую канавку, расположенную ниже опорных поверхностей корпуса, а также генератор колебаний ползуна в плоскости, параллельной опорным поверхностям, соединенный с его хвостовой частью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено установленными на подвеске подающим блоком конических роликов с накаткой на рабочих поверхностях, один из которых расположен вдоль оси фар= мирующей канавки. ползуна, кассетой с присадочной проволокой, правильным механизмом, подпружиненным направляющим роликом с направляющей проточкой и подпру>киненным роликом для заведения проволоки в зазор, соединенным с головной частью корпуса осью вращения, перпендикулярной формирующей канавке, и поверхностью качения, выступающей выше формирующей поверхности ползуна, в котором выполнен направляющий паз, размещенный вдоль оси формирующей канавки в головной части ползуна, между наклонным углублением и передним торцам, 1837003

«g

x m

) X

v x

z m

Ф в о

I а х

X аае е83

I о б ихс

ЭМо

Э Z. с о с о

u X

Э е в z

«l) в z

О О= OlХ)-«ХО о

v в в в

3 )с о а хо о=

«g

М

«g Z с л

З е

Ю е о а х е с m с:3 о ь

I

oex

-аоа м =г а сч а о

« ъ е а

go а СО м- . а а ао

- -т аъо

WN СЧ «0 таоъо

«a) 1 к

z c

«с о о

L о о m ч о

l- Е

«I u соа вес

)- х)е

z л

П с о о х о е )а о

««l I ч z л з

l- В

z a с э

I I ь .0 1 l I

1 I

CO О!11

1 1 3 ъо

I 3 1

1 !

Ф

gO I 1 1! 4 1

«Ч

ОЪ I 1 I с о ь с х е

L о

emm аь о в сво во о ве

)с

«g

a z о л

)- Г) а 4 I 1

I I 1. а

I 4 1

an 1

1 4 I а t c

«

1 4 ас 1

4 1

3 з и е s e

s z о о л

СЪ C)

О lo в о з. m c а сч

I .I ь

« 4 3 1 а

«ч

3 3

Ю

СЧI I I а сч

I 1 1 о сЧ) 1 а

«ч

I I 1 °

CO

CV 1 1 I а

СЧ

1 I С 1 о

«Ч 1 !

I.1 — I

I л

)о о а а оеу

u)uX

«чаа

Ч) ГЧ ОЪ

Cg СЧ Г4

«ч асч мю оъл

f4 сч. а сч сп

Og C ОЪ

СЧ ъО а ол Оа сч « «» со а л а м сч

N «m" и с * а

C Э L е х

I !

l

1 !

0

ГЪ

I 1

«ч м I

cg м

1 ) 1 )

« "Ъ

М 1 ! о

-т

1 1 1 I м I 1 1

1

1) 4 1

М I 4 3

1 1 1 1

ЪО

Г Ъ I I I

«g I

l- «g о о л о е л ..Г С т

1 о а

1 В с

I L

l Л

I с

1 )С а

4 .«g,1

I ф

1 Z х

1 а

1 Е! Э

1 з

1 ф

1 Э

4 а

3 ф

1 а с с

an

«ч ю сч

Л «О о о

«.Г\ сч

«ч о лч) оо

ln n) а сч

СЧ О ЛЧ) . С О 3. 0

-оо ьо

Сч О ).ЪР

X

° » О CO

z о

I>ь ь

X г о о. е

Ш

О c) . о

c)

Ю

CO

ln сб о о

1 о оъ»

СО 1

Ю а ъо

Ю 3 ю ь а ) о а л

Ю t 1 1 0 3 I

Ю

С!

С Ъ

I о с! л !

1 1

3 3

I 3

l 1.

4 1

I 4

1 1

I б

) о

«т с х ооь

z e о

oas чс х о.

)в е

X o е s а ч с

I м !

-Ф 1 1 1

M I I

I 1

4 1

1 1

3 I 3 1

1 1 1

Г l 4 1 Э а э о м

Г)

Е Г Т

cO u x а ОлОЪ

I 1 I

«ч-Г а) аъо лоъ! t

«ч ал

anug ЛОЪ (1 1 1 сч-е. an л аъо л оъ

4 1 I 1 сч «г an I а оl оъ

4 I 4 I сч ал

I

3

I

3

lg l X хосх а l e ео»

gl X Э Е

ua)X

«g

X э с о

)g Э

: a",k о о= о

41 Х 3- Х

X v z о

2 Э в эЭВ

Z 41 Z

ОЭ X)-IXV

S z

Э ЭИ 1 Р

С О О= О 3S X3-I XV

1

I б б

1

l

1

1 с

1

I !

1

1 !

Ф

z с о с

z o.

g) с а а с с з е о

z z

)R

° Ф Щ

k, «3Ф . «4 оьл )с

l- ьЕ 1;.

gzu о е

u l Il ч3* усе

ЬОав

«g»x o

oo)а«CI

z»с

«-чл о К

z а

lZ V V

ooz

3- С С и л ф

z с е о v с л е л

«е с л л е сс 1и е о

u z

4)

Ев

)»

M l837003

Г

Г .4Ъ (j ф 1 )

«

Фи 2, Фог,5

1837003

1837003

Е-Е.Составитель В.Левчук

Техред M:Моргентал Корректор С,Патрушева.;;-»îL С,Кулакова

Тираж Подписное ..-! ЛЫГ1! 1 Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 (1-;.о -".öoäñтвенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101