Неплавящийся электрод

Неплавящийся электрод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

Союз Советскмк

Социалнстическик республик

<»>8

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) fl,ополнительное к ввт. саид-ву (22)Заявлено 28.01 80 (2l) 2875085 25 27 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень Р>е 46

Дата опубликования описания 18. 12.8 1 (53)M. Кл.

В 23 К 35/02

Гооуаарстоенкый квинтет

В 23 К 9/16 (53) Д 62 1.78 l. . 754(088.8) во делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. А. Букаров, Ю. С, Ищенко, H. Н. Лихачев и С. А. Агеев (71) Заявитель

Изобретение относится к конструкции неплавящегося электрода, используемого при дуговой сварке и наплавке в среде защитных газов, и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства.

В химическом, энергетическом машиностроении, судостроении и других отраслях народного хозяйства широко применяют конструкции изделий с толщиной стенок 4 - 20 мм и бщк.е, К сварным соединениям подобных конструкций, как правило, предъявляют очень высокие требования. Поэтому вынуждены применять их для соединения способ дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов. Учитывая малую производительность указанного способа, .стремятся повысить проплавляющую способность дуги при сварке без разделки кромок и производительность наплавки при сварке с разделкой кромок.

Сварка без разделки кромок значительно снижает количество проходов, упрощает технологию сварки, сварочное оборудование. Аналогичные преимущества появляются и при увеличении толщины наплавляемого слоя. Однако увеличение глубины проплавления при существующих формах заточки электрода ограничено.

Так, например, при конической заточке электрода максимальная глубина проплавления стыков труб без разделки кромок не превышает 4 мм. При сварке на по1О вышенных токах больших толщин возникают непровары, наплавы и другие сварочные дефекты. Кроме того, резко снижается стойкость электрода. На рабочем конце появляются короны, которые пери

15 одически оплавляются и поступают в шов.

Наплавка металла при использовании известных форм заточек неплавящегося алек» трода также обладает недостатками, одним

20 из которых является малая скорость подачи присадочной проволоки и сравнительно большой обьем расплавлэния основного металла. Использование других способов увеличения проплавляющей способности

889351 сварочной дуги и производительности наплавки требует, как правило, специальных материалов и приспособлений. Наиболее целэсообразным является изыскание способов расширения технических возможностей дуги в агроне за счет изменения фЬрмы заточки неплавящегося электрода.

Известен неплавящийся электрод для сварки в среде инертных газов, содержащий корпус круглого сечения и коническую рабочую часть, в котором вершина конической рабочей части смещена or> носительно его оси,(1 )

Недостатками этой конструкции являются ограниченное по величине смещение пятна дуги от оси электрода, вызываемое наличием конической поверхности, ограниченное регулирование, конфигурации и размеров сварочной ванны из-за неизменности конфигурации актив ного пятна (круг), низкая стойкость электродов по вышеприведенным соображениям. Использование такого электр -, да при заполнении разделки кромок сты кового соединения вызывает те же дефек ты, что и предыдущий.

Известен неплавящийся электрод для сварки в среде инертных газов, содержащий корпус круглого сечения и рабочую часть, которая выполнена в виде клина с двумя боковыми поверхностями, параллельными друг другу и предстваляющих собой прямоугольные треугольники, меньшим катетом которых является длил на основания клина, а больший катет па-. раллелен оси электрода и образует с гио потенузой угол 25-40, при этом ширина основания клина составляет 0,4-0,6 диаметра корпуса, причем боковые грани последнего, являющиеся продолжением боковых поверхностей рабочей части, выполненные в виде прямоугольника высотой равной двум диаметрам корпуса (2 1.

Недостатками этой конструкции являются большой обьем расплавляемого основного металла при неплавочных работах, ограниченная глубина. проплавления основного металла, низкая стойкость электрода при повышенных токах применяемых для увеличения проплавляющей способности дуги.

Целью изобретения является повышение стойкости неплавящегося электрода, увеличение глубины проплавления основного металла при сварке стыков без разделки кромок, уменьшение;обьема расплавленного основного металла и увеличение толщины наплавляемогл.слоя при наплавке.

Цель достигается тем, что в неплавящемся электроде для дуговой обработки в среде защитных газов, содержащем корпус круглого сечения и рабочую часть

5 с двумя параллельными плоскими боковьг ми поверхностями, на глубине, равной половине диаметра электрода, выполнен вырез в виде прямоугольной трапеции, основания которой параллельны оси электрода, а вершина острого угла трапеции расположена на торцевой поверхности электрода, образующей с горизонтальной плоскостью ост-. рый угол.

При этом при сварке стыковых соединений большее основание трапеции . меньше или равно 1,5 диаметрам элеко трода, острый угол трапеции 20-30, а острый угол торцевой поверхности электрода 30-40, 20 При использовании электрода для наплавки большее основание трапеции выполнено равным 2-3 диаметрам электрс да, острый угол трапеции 30-4Ф, à ост

Р рый угол торцовой поверхности электрода

10 15 .

На фиг. 1 показана конструкция электрода, общий вид; на фиг.. 2 - вид сбоку на фиг. 1; на фиг. 3 - конструкция электрода и его расположение при сварке стыщ ковых соединений без разделки кромок; на фиг. 4 — вид сбоку на фиг. 3; на фиг. 5 - конструкция электрода и его расположение при наплавке, в том числе в глубокую разделку; на фиг. 6 — вид

35 сбоку на фиг. 5, Неплавящийся электрод состоит из корпуса 1 круглого сечения диаметром и рабочей часф 2 с двумя параллельЭ ными плоскими бо овыми поверхностями

4О 3 и 4, расположейными на расстоянии Ь друг от друга. На боковых поверхностях

3 и 4 на глубине» равной 0,5д выполнен вырез 5 в виде прямоугольной трапеции АВСД, основания 6 и 7которой па4> раллельны оси 8 электрода, а вершина 9 острого угла(Ы трапеции АВСД расположена на торцовой поверхности 10 электрода, образующей с горизонтальной плоскостью 11 острый уголь . Электрод для

50 сварки стыков 12 и 13 дугой 14, горящей с вершины 9, выполнен со следующими размерами: большее основание 6 трапеции АВСД меньше или равно 1,5d

-угол<К„=20-30, а уголфМ =30-40 . При

ss наплавке в узкую разделку стыков 15 и

16 с подачей присадочной проволоки 17 большее основание 6 трапеции АВСД сос тавияет (2-3)Д уголЫФ=ЗО-40 а угол

889351

40 (Pa »10-15 . В зависимости от размеров

2 элементов конструкции электрода д и с1. . различны, гце h. — величина смещения центра пятна дуги 14, относительно вершины

9 рабочей части 2 электрода, с3п диаметр электрически активного пятна цуги

14. При сварке неплавящийся электрод используют следующим образом. При горении дуги 14 под действием катодного потока плазмы, вызываемого формой заточ о ки рабочей части 2 электрода, столб ее смешается в сторону от вершины 9 (А) торцовой поверхности 10 на величинуд. ,Причем величина <, как было экспериментально установлено, с уменьшением угла о д и увеличением yrnad4óBåëè÷èaaется. Увеличение прекращается прифс =

30-40 и @У=10-15 . Диаметр актив2 ного пятна дуги 14 имеет в этом случае максимальные значения, а минимальные при И =20-30 и МаЗО-40 . Это обьясняется тем, что прифс(=30-40о и о 1

tp+10-15 зона максимальной плотности тока,„с,с(центра аноцного пятна) рас сосредоточена относительно зоны максимальной напряженности собственного магнитного полян в электроде и произведение плотности тока и напряженности магнитного .поля Н минимальное.

В этом случае расплавление основного металла почти не происходит, плавится только присадочная проволока 17, подача которой облегчена в зону сварки вследствие максимальной величины д.

ПрифЫ =20-30 . ифс(30-40 произведе- м о о

Г ние j и Н наибольшее, конвективный теплообмен в ванне максимален, происходит расплавление основного металла на максимальную глубину. При сварке, когца фд 420 ифа1у30-40, произве дение 4 и Н уменьшается, а значит уменьшается и глубина проплавления основного металла. Принс(>30 циаметр д„активного пятна растет, столб дуги 14 рассосредотачивается, что ведет также к умень- 4 шению глубины проплавления. При@с(ФЗО и od =20-30 диаметрс4 активного пятна стремится достичь своей максимальной величины, при которой глубина проплавления минимальна. Прифс(Ъ 40 происходит то же самое, что и при фр(<200уменьшается глубина проплавления. Как было сказано выше, величина Ь максимальна прифо(. =30-40 и фЫ =10-15О .

При наплавке прифМ„-30 активное пято но приближается к вершине 9 (А) торцовой поверхности 10 электрода и затрудняет подачу сварочной проволоки 17 в зону сварки., Диаметр активного анодного пятна уменьшается, что ведет к увеличению обьема расплавленного основного металла. При@ 400 иаС =10-15 о сварочная цуга 14 начинает блуждать,. ,что приводит к ухудшению стабильности горения дуги 14. Прис1 .ЮО и И -"ЗО-4Е происходит также блуждайия дуги 14, что явно нежелательно при наплавке. При >15 происходит то же явление, что и прис(30 — активное пятно приближа1 ется к электроду.

Экспериментально было установлено, что вырез 5 необходимо выполнять в виде прямоугольной трапеции АВСД, имеющей основание 6 (AB), которое меньше или равно 1,5 циаметрадпэлектрода при использовании предлагаемой конструкции неплавяше, ося электроца при сварке и равно 2-3 диаметра при использовании электрода при наплавке. При сварке указанные значения основания

6(AB) позволяет приблизить зонуН„4 с зоне получить максимальные электромагнитные силы в сварочной ванне и, следовательно максимальную глубину . проплавления. Причем, максимальную глубину проплавления можно получить при значительно меньших токах, чем при известной форме заточки электрода. Ис, пользование меньших токов- уменьшает разогрев и затрудняет диффузию примесей в электроде, что в свою очередь повышает стойкость электрода.

Т1рименение предлагаемой конструкции неплавящегося электрода позволяет расширить диапазон толшин свариваемьм без разделки кромок до 6-7 мм, а это дает возможность повысить производительность сварки на 40-50%, При наплавке предлагаемой конструкцией неплавящегося элек трода увеличивается производительность наплавки за счет минимального расплавления основного металла и увеличения скорости подачи. присадочной проволоки.

Скорость присадочной проволоки возрастает на 1,5-2,0 раза, что позволяет значительно снизить количество проходов при заполнении разделки кромок, что в свою очередь, упрощает технологию наплавки и сварочное оборудование, снижает стойкость сварочных работ.

Формула изобретения

1, Неплавяшийся электрод дуговой обработки в среде защитных газов, содержащий корпус круглого сечения и рабочую часть с двумя параллельными плоскими

7 88835 1 8 боковыми поверхностями, о т л и ч а ю ° ции составляет 20«30о, а острый угол, а и и с я тем, что, с целью повышения торцовой поверхности электрода - 30-40. стойкости электрода, в плоских боковых 3. Электрод по п.1, о т л и ч а юповерхностях на глубине, равной погввине ш и и с я тем, что, с целью повышения диаметра электрода, выпожен вырез в 3 производительности процесса наплавки и виде прямоугольной трапеции, основания ее качества, большее основание трапекоторого параллельны оси электрода, à ции составляет 2-3 диаметра электрода, о вершина острого угла трапеции располо- острый угол трапеции - 30-40 а остжена на торцовой поверхности электрода, рый угол торцовой поверхности электрообразующей с горизонтальной плоскостью 1О да - 10 15, острый угол. Источники информации, принятые во вниМание при экспертизе

2. Электрод цо п.l, о т л и ч а ю - . 1. Авторское свидетельство СССР шийся тем, что, с цежю увеличения N 589102, кл. В 23 К 35/02, 1976. .глубины проплавления при сварке, большее i5 2. Заявка М 2719994/27, основание трапеции меньше или равно 1,5 кл. В 23 К 35/02, 02.02.79 (протодиаметра электрода, острый угол трапе- тип), /

Фиг.2

88935 1

15 Que. 5

Фиг.

ВНИИПИ Заказ 1 0848/26 Тираж 1 1 5 1 Подписное

Филиал ППП- Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4