Способ электродуговой сварки и пайки

Способ электродуговой сварки и пайки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О h И С А Н И Е (,789255

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 26.02.79 (2l ) 2729226/25- 27 (51) М. Кл.

В 23 К 9/16 с присоединением заявки ¹

Государстееиимй комитет (23) Приоритет до делам иэобретеиий и открытий

Опубликовано 23.12.80. Бюллетень №47

Дата опубликования описания 25.12.80 (53) УДК 62l,791, .75. (088.8) (72) А вторы изобретения

H. N. Тарасов, В. М. Тулин и С. В. Филипковский с

Харьковский авиационный институт им. Н. E. Жуковского (7I) Заявитель (54) СПОСОВ ЭiТ КТРОДУ1 ОВОй CBAPKH

И ПАЙКИ

Изобретение относится к области электродуговой сварки и пайки в среде зашитного . газа,,а более конкретно к способам управления переносом электродного металла в виде одной капли с помошью

5 импульсной газодинамической силы, и может быть использовано при производстве изделий, требующих нанесения дозированных небольших количеств расплавленного металла. о

Известен способ, согласно по котор< му управляющее воздействие газа создается путем периодически перемещаюшегося вдоль оси электрода фокуса газового потока (11.

Однако применение этого способа при сварке и пайке одиночной каплей ведет к неэкономичному расходу газа, поскольку фокусируюший газ истекает с повышенным расходом в течение всего цикла сварки. Кроме того, при большом расходе газа уносится значительная часть тепла электрической дуги, что требует увеличения тока дуги.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному является способ сварки, заключающийся в подаче к плавящемуся концу электрода импульсов газового потока с определенной частотой из пульсатора. Этот способ может применяться при управлении мелкокапельным переносом при сварке и пайке одиночной каплей (2).

Однако применение этого способа при электродуговой сварке и пайке одиночной каплей также ведет к повышенному расходу импульсообразующего газа и повышенному току дуги. Это обусловлено тем, что в данном способе отключение дуги и открытие пульсатора не синхронизированы таким образом, чтобы дуга отключалась в тот момент, когда скорость газа вокруг открываемой капли достигнет максимальной величиньь В результате скорость газа вокруг капли на конце электрола может достигнуть максимума, либо когда капля еще не сформировалась, либо через некоторое время после того как

7892

55 4 сила; 1 — время запаздывания действия максимальной газодинамической силы на каплю по отношению к открытию пульсатора. йля того, чтобы газодинамическая сила, действующая на каплю, была максимальной в момент ее максимальной температуры, надо открывать пульсатор раньше, чем отключать электрическую дугу . на то же время 4, за которое газодинамическая сила возрастет до максимальной величины. Время запаздывания определяется экспериментально и выдерживается блоком управления оборудования для пайки или сварки.

Пример. Проводится наплавка каплями меди массой 80 кг, диаметр электроGa 1 мм. Электрическая дуга плавит электродную проволоку и образует каплю расплавленного металла. Когда капля приобретает определенный размер и массу, включается злектропневматический клапан, открывающий пульсатор. Korna скорость газа около капли на конце электрода приближается к максимальной, электрическая дуга отключается и капля отрывается газодинамической силой потока газа, направлятощегося на каплю соплом. Время, запаздывания в применявшейся горелке равно 0,1 с. В процессе контролируется ток электрической дуги и давление газа в пульсаторе, необходимые для отрыва капли расПлавленного металла от злектрс да.

Йля сравнения те же параметры определены при проведении процесса наплавки без предлагаемой синхронизации, когда электрическая дуга отключается одновременно с открытием пульсатора. бранные сведен ы в таблицу

УслоВремя апазЧ

Ток давление газа в наплавпульсаторе, кг/см ки

С предлагаемой синхронизациейией

0,1 15

0,2

Без предлагаемой синхронизации 0

0,5 выключится электрическая дуга. Вследствие этого открывается капля недостаточной массы (кроме того она разбрызгивается, так как в это время еще горит луга), или капля расплавленного металла на конце электрода успевает остыть и, следовательно, для отрыва капли требуется большая ее начальная температура и большая скорость газа, тое есть необходимо увеличивать ток дуги и расход газа. 10

Цель изобретения — улучшение качества и повышение экономичности процесса сварки путем устранения остывания капли и перегрева изделия, уменьшения расхода импульсообразующего газа и электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что в данном способе подачу импульса газа включают раньше, чем отключают электрическую дугу на время, за которое газодипамическая сила, действующая на каплю, достигае максимальной величины.

Запаздывание максимума газодипамической силы по отношению к открытию пульсатора происходит потому, что в канале и сопле, по которым газ проходит от пульсатора к капле па конце электрода, находится газ который разгоняется газом, выходящим из пульсатора за определенное время.

Именно за это время скорость газа вокруг капли и, следовательно, газодинамихеская сила, действующая па каплю, достигает ivIQKcHMB IbIioA величины. Такая синхронизация открытия пульсатора и oncmoчения дуги обеспечивает отключение элек35 трической дуги и тот момент, когда скорость газа вокруг капли на конце электрода достигнет максимальной величины. B этом случае газодинамическая сила, дейст- вующая пак каплю, будет максимальной, когда температура капли будет максимальной, т.е. когда силы поверхностного натяжения, удерживающие каплю на электроде, будут минимальными. Зго позволит снизить скорость газа в импульсе и наг45 рев капли, т.е, уменьшить расход газа и ток электрической дуги.

На чертеже изображена диаграмма параметров процесса электродуговой сварки с предлагаемой синхронизацией.

На диаграмме обозначено: Ь -время;

1 -температура капли металла; Д -ток электрической дуги; — напряжение управляющее обмоткой контактора силового при выключении тока дуги Ugg -на55 пряжение, управляющее устройством, открывающим пульсатор, например, обмоткой злектропневматического клапана; Р -уп-, равляющая импульсная газодинамическая

Если разность времен срабатывания силового контактора, отключающего электрическую дугу, и злектроклапана, отрывающего пульсатор, существенна, то ее тоже следует учитывать при синхрониза5 7892 ции процесса. В приведенном примере эта разность несущественна и не учитывается.

Экономическая эффективность предлагаемого способа определяется следующим.

Время, за которое газодинамическая сила,. действующая на каплю на конце электрода, возрастает до максимума, составляет 0,1-0,2 с. В результате того, что в применяемых для таких способов горелках с электродом соприкасается массивный токоподводящий мундштук, теплоотвод от электрода и капли в мундштук относительно велик, и за укаэанные время капля в зависимости от массы и величины д нагрева остывает на несколько десятков градусов. Так как поверхностное натяжение у металлов зависит от температуры, то при указанном охлаждении капли металла сила, удерживающая ее на конце электрода, увеличится в несколько раз, т,е. нужно в несколько раз увеличить газодинамическую силу, необходимую для отрыва капли от электрода. Применение предлагаемого способа позволит отрывать не успевшую остыть каплю импульсной газодинамической силой в несколько раз меньшей, чем до применения предлагаемого способа, т,е. снизить расход импульсообразующего газа в несколько раз. Кро-3О ме того, так как при данном способе тре.буется меньший разогрев капли, то будет меньше нагреваться и изделие, на которое

55 6 наплавляется капля, что улучшит качество изделий, потому что для них перегрев нежелателен, например, для плавких предохранителей. Улучшается также точность дозирования металла и спавленный конец электрода всегда имеет правильную геометрическую форму, что играет определенную роль при повторном возбуждении дуги.

Ф ор мула из обретен ия

Способ электродуговой сварки и пайки одиночными каплями, при котором после образования капли электрическую дугу выключают, а каплю отрывают импульсной газодинамической силой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества и повышения экономичности про-. цесса путем устранения остывания капли и перегрева изделия, уменьшения расхода импульсообразующего газа и электроэнергии, подачу импульса газа включают раньше, чем выключают ток дуги, на время за которое газодинамическая сила, действующая на каплю, достигает максимальной величины.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 335054, кл, В 23 К 9/16, 1970.

2. Патент Великобритании

Ио 1372518, кл. В 23 К 9/00, 1975 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 8938/11

Тираж 1160 Подписное

Фипиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4