Способ регулирования сварочногопроцесса

Способ регулирования сварочногопроцесса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик

< 841837

Ф

«» (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 240879 (21) 2815246/25-27 (51)М. Кл.з с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

В 23 К 9/10 (23) Приоритет

Опубликовано 300681,Бюллетень Н9 24

Дата опубликования описанля 30.0681 (54 ) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СВАРОЧНОГО

ПРОЦЕССА стабилизации заданной конфигурации сварочной ванны, что способствует трещинообразованию металла свариваемого изделия, значительно

-снижающему качество сварки.

Цель изобретения — повышение качества сварки путем стабилизации заданной конфигурации сварочной ваннМ.

Указанная цель достигается тем, что при регулировании сварочного процесса производят пирометрическое сканирование обеих сторон хвос» товой части ванны, и параметры про

15 цесса сварки изменяют по разности времени прибывания металла в точках сканирования при температуре выше его температуры плавления.

Пирометрическое сканирование обеих

20 сторон целесообразнее производить в .направлении, перпендикулярном направлению сварки с интервалом не более 0,25 длины хвостовой части ванны.

25 На фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования; на фиг.2 — разные конфигурации сварочных ванн и направление пиромет30 рического сканирования при регуИзобретение относится к автома тизации сварочного производства, в частности к способам регулирова.ния сварочного процесса.

Известен способ регулирования сварочного процесса, при котором параметры процесса изменяют в зависимости температуры нагрева свариваемого изделия вблизи свариваемого стыка Г1 .

Однако известный способ характеризуется низким качеством регулированйя, обусловленным неоднородностью . температурного поля по всей поверхности свариваемого изделия.

Указанный недостаток частично устранен при реализации другого способа регулирования сварочного процесса, при котором параметры процесса изменяют в зависимости от разности температур свариваемых кромок. Данный способ, исключающий влияние неоднородности температурного поля на поверхности свариваемого изделия, позволяет повысить качество регулирования, особенно при сварке криволинейнь1х швов P2)".

Недостатком данного способа .является отсутствие возможности

Ю)УАК 621.791 75-05(088.8) 841837

b,d,d, > а уды, h У8

L.

Кривая 1 кривая g—

1> 2 р -> > Ь .— лировании процесса; > а фиг.3 осциллограмма сигнала на выходе пирометра.

Устройство состоит из горелки 1 c электродом 2, соединенной с блоком 3 регулирования режима сварки, содержащим источник сварочного тока, подключенный к изделию 4. Над хвостовой частью 5 ванны 6, образованной дугой 7, установлен фотоэлемент 8, выполняющий функции пирометра 4, расположенный в корпусе 9, имеющем диафрагмы 10 и. связанным с устройством 11 перемещения фотоэлемента 8 в плоскости перпендикулярно направлению сварки (указано стрелкой). Фотоэлемент 8 соединен с блоком 12 регистрации температуры, связанным через блок 13 усиления с блоком 14 регистрации времен пребывания металла выше температуры плавления и их сравнения.

На фиг.2 и 3 обозначено:

A и Б — раз ные конфигурации сварочных ванн;

В, L — ширина и длина хвостовой части ванны

Y0X — система координат, связанная с осью дуги, -1, Ц -3 — плоскости пирометрического сканирования хвостовой части ванны, ЬХ вЂ” расстояние между плоскостями сканирования) ! а,с,с, а . — точки металла с температурой плавления при сканировании в плоскости 1"I, то же>только в плоскости . I t — )! приращения на расстоянии дХ кривой конфигурации хвоста соответственно ванны 4 и Б; угол наклона кристаллизации соответственно ванн А и Б; температура металла в зоне сварки; температура плавления металла; время сканирования; изменение температуры металла при конфигурации ванны А то же,для ванны Б; время пребывания металла выше температуры плавления соответственно в плоскостях сканирования i u II для ванны А; то же, для ванны Б..

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

ЗО

55 бО

4

При сварке горелкой 1 дуга 7 расплавляет металл и образует ванну 6 (фиг.1), которая в зависимости

I от режима и условий сварки может иметь конфигурацию A или Б (Фиг.2)., От конфигурации ванны существенно зависит трещинообразование. Например, при ванне А вероятность возникновения трещин больше, чем при ванне Б.

Кроме того, обеспечение более длительного существования ванны (времени пребывания заданной точки металла выше Т„„ ) благоприятствует лучшей дегазации ванны и меньшей пористости при сварке. Именно с этим связана необходимость получения оптимальной конфигурации ванны и ее обеспечение при сварке. Для каждого металла и определенных условий сварки конфигурация ванны требуется вполне определенная. Подбирая режим сварки определенным образом, можно добиться требуемой конфигурации ванны.

Например,. необходимо обеспечить неизменность конфигурации ванны A.

Для этого хвостовую часть 5 ванны б

l сканируют фотоэлементом 8, причем сканирование осуществляют непрерывно в двух плоскостях I-I u It-ll, отстоящих друг от друга на расстоянии д X (0, 25L . Подобное сканирование обеспечивает устройство 11. При сканировании в плоскости T-! фотоэлемент 8 совместно с блоком 12 регистрирует температуру металла в зоне сварки (фиг.3). По мере приближения. к границе ванны Б температура возрастает. При пересечении границы в точке а температура равна Т,, При дальнейшем перемещении поперек поверхности ванны Б фотоэлемент 8 регистрирует температуру, превышающую Тпд (кривая.$ фиг.3). При приближении точки а температура падает и в точке а становится равной Тп .

Для снижения влияния излучения дуги

7 на измеряемую температуру в корпусе 9 выполнены диафрагмы 10, которые значительно снижают помехи от дуги 7. Сигнал, зафиксированный фотоэлементом 8, преобразуется блоком 12 в температуру, а затем усиленный в блоке 13 поступает в блок

14. В блоке 14 измеряют время пребывания ванны Б выше ТПА, в частности

Затем устройство 11 перемещает корпус 9 с фотоэлементом на величину Д Х, и происходит повторное сканирование хвостовой части 5 ванны 6 в плоскости Il†- II, при этом величина д Х должна быть не более 0,25L. В противном случае возможно, что плоскость II-II выйдет за хвостовую часть 5 ванны 6, так как плоскость >-! находится от оси электрода 2 не ближе 0,5L. При близком расположении плоскости Т-T корпус 9 оплавляется. При сканировании в

841837

« плоскости j I - -I происходят аналогич ные операции и фиксируют время Г .

При известных скоростях сканирования время 7„ и характеризует отрезки ванны 6 аа и ЬЬ, а их разность величину 4 Y, т.е. Ь Уд= (-Т., ) Нс„, где ,Ч, — скорость сканирования. Соот,ношение 4 характеризует угол д,хд наклона о д фронта кристаллизации ванйы A.. Обеспечивая неизменность (- „ ) путем регулирования режима сварки, устанавливают неизменной конфигурацию сварочной ванны А, Сравнение времен С и Т, осуществляют в блоке 14, и полученным сигналом управляют процессом сварки че. рез блок 3.

Аналогичным образом осуществляют регулирование сварочного процесса при необходимости обеспечения неизменности конфигурации ванны типа Б.

Применение предлагаемого способа позволяет избежать появление подрезов снаружи шва, сохранить неизменным форму поверхности шва с плавным переходом и усиление шва внутри свариваемого изделия. Наиболее рационально применять предлагаемый способ при сварке металлов, склойных к образованию горячих трещин, в частности, высокопрочных алюминиевых сплавов системы Ai ° Zn. Hg, AI.Zn -Mg- Cu типа ВАД, Д металлов типа Х10Н65И23, Х20Н5Г2Г,,ХН67ВМГЮ и др. Кроме того, обеспечение неизменной конфигурации: ванны важно при сварке металлов, склонных к порообразованию, а именно титановых сплавов типа ВТ, ОТ, никелевых сплавов типа НА, стали типа 12Х2И, 10ХСНД и т.д.

Использование способа позволяет обеспечивать выбранную (из условия отсутствия трещин и пор) конфигурацию ванны неизменной в процессе сварки и, таким образом, повысить качество сварных 6Юов.

ФорМула изобретения

Способ регулирования сварочного

15 процесса, при котором "параметры процесса изменяют в зависимости от разности температур свариваемых кромок, отличающийся тем, что, с целью повышения качест2О ва сварки путем стабилизации за данной конфигурации сварочной ванны, в процессе регулирования производят пирометрическое сканирование обеих сторон хвостовой части ванны, и параметры процесса сварки изменяют по разности времен пребывания металла в точках сканирования при температуре выше его температуры плавления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CtQA Ф 3370151, опублик. 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 435079, кл. В 23 К 9/10, 06.07.72.

841837

Составитель В. Колесниченко

Редактор К. Лембак Техред М. Коштура Корректор Е. Рошко

Заказ 4945/11 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пО делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4