Способ возбуждения дуги при сварке плавящимся электродом

Способ возбуждения дуги при сварке плавящимся электродом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >941065

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 09.07.80 (21) 2954782/25-27 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) M К з В 23 К 9/16

В 23 К9/06

Гасударственный комитет (53) УДК 621.791.75 (088.8) по делам изобретений и открытий

Х. Н. Сагиров, В. А. Ленивкин, H. Г. Дюргеров, Г. Г. Кленов, Е. Н. Варуха, Е. П. Донцов и В.;А;. Шекин .„, l

Ростовский-на.йову институт сельскоковийстйенного ", 6Ч;:"., машиностроения и Ростовский-на-Дону институт .:,,;,;„.. инженеров железнодорожного транспорта - йй и (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ДУГИ ПРИ СВАРКЕ

ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

Изобретение относится K области сварочного производства и может быть использовано при механизированной дуговой сварке плавящимся электродом диаметром до 2,5 мм различных металлов и сплавов в защитных газах и их смесях, а также при сварке под флюсом, электрозаклепками.

В производстве сварных конструкций наиболее широкое распространение получил способ возбуждения дуги при сварке электродными проволоками до 2,5 мм путем подачи электрода под напряжением .к изделию устройствами с постоянной окоростью подачи. Однако установление устойчивого процесса сварки в зависимости вт режима и полярности така происходит, как правило, после второго или болышего числа утыканий электродной проволоки в изделие, причем, чем больше скорость подачи электрода, что соответствует большему току процесса, тем с большего количества утыканий устанавливается устойчивый процесс сварки (11. При утыкании электрода в изделие происходит длительное замыкание дугового промежутка и за счет така короткого замыкания происходит выброс перемычки. Образующийся дуговой промежуток имеет размер, равный расстоянию между изделием и токоподводящпм наконечником. Это оказывается значительно больше разрывной длины дуги, особенно при сварке в активных газы, а приложенное напряжение, необходимое для осуществления процесса сварки, становится недостаточным для поддержания дуги на абразовавшейся длине дугового промежутка, и она гаснет. Установление процесса сварки

10 происходит тогда, .когда выброшенная часть перемычки становится меньше разрывной длины дуги для заданного напряжения.

I5 Известны способы возбуждения дуги путем уменьшения поперечного сечения торца электрода, нанесения на торец электрода специальных таблеток, которые обладают высокими эмиссионными свойства2О ми, наложения на дуговой промежуток высокого напряжения повышенной частоты (21.

Однако эти способы возбуждения дуги

25 и ускорения установления устойчивого процесса сварки имеют существенные недостатки. Чем с большего числа утыканий электрода в изделие устанавливается устойчивый процесс сварки, тем больше потерь металла на разбрызгивание, что при941065 где Л =

U„„—

Кд—

l0

25 зо

U=A (U..+К.l), водит к увеличению трудоемкости зачистки сварных соединений от брызг. Кроме того, происходят ожоги свариваемого металла брызгами выброшенного металла, что является недопустимым при сварке высоколегированных сталей, сплавов, и снижается качество соединений из-за начала шва. Применение этих способов ограничено из-за трудности механической подготовки торца электрода относительно малого диаметра, сложности изготовления специальных таблеток с повышенными эмиссионными свойствами и установления их на торце электрода. Применение высокого напряжения повышенной частоты значительно снижает надежность и продолжительность работы сварочного оборудования из-за пробоя изоляции и вывода оборудования из строя.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому способу является способ возбуждения дуги, заключающийся в том, что напряжение в момент зажига.ния дуги при сварке плавящимся электродом устанавливается выше номинального значения напряжения дуги при сварке в установившемся режиме, а затем, после момента регистрации сварочного тока это значение снижают плавно в течение времени (3... 5) 10 с,(3).

Однако этот способ не обеспечивает установление устойчивого процесса сварки после первого утьпкания электрода в изделие в зависимости от диаметра электродной проволоки и режима сварки.

Перемычка после первого утыкания электрода в изделие, как показали опыты, перегорает у токоподводящего наконечника и выбрасывается. При низкой скорости подачи электрода к изделию за (3 ... 5) X

Х10 з с электрод не успевает переместиться так, чтобы устанавливалась длина дуги, которую может поддерживать напряжение установившегося режима.

Исследованиями установлено, что установление устойчивого процесса сварки происходит тогда, когда на торце электрода имеется жидкий металл.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения, производительности процесса и экономии сварочных материалов за счет ускорения установления процесса сварки, Поставленная цель достигается тем, что в способе возбуждения дуги, заключающемся в подаче на межэлектродный промежуток повышенного напряжения, повышенное напряжение подают величиной

1 — 2; сумма катодного и анодного падений напряжения.„ градиент потенциала столба дуги; расстояние от токоподводящего наконечника до изделия, на время от начала короткого замыкания до начала установившегося процесса, включающее момент разрыва перемычки, при этом после разрыва перемычки устанавливают начальную плотность тока 45—

70 А/мм на время равное 0,2- — 1,0 времени от момента разрыва перемычки до начала установившегося процесса, после чего плотность тока снижают до 20 — 35 А/мм .

На фиг. 1 и 2 приведены диаграммы изменения электричеаких параметров при возбуждении дуги соответственно для сварки с периодическими замыканиями дугового промежутка и без периодических замыканий, На диаграммах Т вЂ” время подачи повышенного напряжения на межэлектродный промежуток, t„— время первого короткого замыкания дугового промежутка; — время горения дуги до касания электрода с изделием при сварке с периодическими замыканиями или подхода торца электрода на расстояние, равное (или меньшее) разрывной длине дуги при сварке без периодических замыканий, t, — время горения дуги на повышенной плотности тока i1., tz — время горения дуги на пониженной BJIDTHocTH TOKB Lg, 1, H U — TQK II напряжение дуги установившегося процесса сварки.

Для поддержания устойчивого дугового разряда на образовавшемся дуговом промежутке после выброса твердой перемычки необходимо определенное соотношение напряжения и тока. Выбранные значения напряжения и тока для различных диаметров электродной проволоки в реальных условиях сварки являются оптимальными.

При подаче на межэлектродный промежуток повышенного напряжения величиной

U< 1,0 (U,,„+ К,/) и плотности тока

1<45 ??>

+К,l) и плотности тока i)70 А/мм после перегорания твердой перемычки приводит

941065 к интенсивному плавлсии1о электрода. I,K га псребрасывастся на токоподводя;ций пако:1с 1иик и электродная проволока 11риваривается K нему, ITo нс позволяет о уществить процссс свар <и.

Бремя 7 подачи повышенного папряжс11ия величиной 1,0 — 2,0(Ь., !. „!1 должно быть ие меньше суммы длительности первого короткого замыкания „:i подхода электрода K изделию !„до замыкания с иим при сварке с периодическими короткими замыканиями или длительности первого короткого замыкания t,, и времени 1„подхода торца электрода на расстояние, при котором длина дугового промежутка окажется равной или меньшей разрывной длины при сварке без периоди1еских замыканий. Если это время окажется меньше указанных выше значений (отрезков времени) для рассматриваемых процессов дуговой сварки, то дуга может погаснуть.

Тогда жидкий металл на торце электрода может закристаллизоваться и последующее возбуждение дуги происходит с утыкания электрода в твердом состоянии в изделие. Перемычка в этом случае перегорает на расстоянии большем, чем разрывная длина дуги для конкретных условий сварщики, и дуга гаснет. Установление устойчивого процесса в этом случае может произойти после второго и большего количества утыкаиий электрода в изделие, что не позволяет обеспечить достижения поставленной цели.

11oI3 I3 пВ межэлектродпый п1 омсжуTA!c повышенного напряжения U на время Т, большее чем время первого короткого замыкания /„, и подхода 1„торца электрода к изделию при сварке с периодическими короткими замыканиями или времени корожого замыкания 1,, и времени t„порхода торца электрода на расстояние, равное (или меньшее) разрывной длине дуги для установившегося режима при сварке без периодических коротких замыканий, приводит к увеличению времени установления устойчивого процесса сварки.

Время горения дуги t, при повышенной плотности тока составляет 0,2 — 1,0 времени подхода электрода к изделию („и зависит от скорости подачи электрода. С увеличением скорости подачи электрода время горения t, при повышенной плотности тока !1 стремится к времени подхода электрода к изделию. При времени ti горения дуги на повышенной плотности i„ меньшем 0,2 времени подхода электрода к изделию, приводит к гашению дуги и не обеспечивает установление устойчивого процесса после первого короткого замыкания электрода с:1зделисм; T,)1,0 приводит к гвсли1с1 и1о времени х стансвления устой11*.0010 процесса сьарки.

Пример. Исходя из требований те.-! o !. !oÃr! Il cii

l5 изделию. Происходит первое замыкание электрода на изделие. В момент замыкания на межэлектродный промежуток подают погышенное I .апряжение величиной

U=(1...2) (U, +К,!) на время Т, равное времени короткого замыкания f... опредсляемого постоянной времени сварочL ной цепи: Т=- (3... 4) т, гте т= — — (L и

Й соответственно ш1дуктивность и активное

25 сопротивление сварочной цепи), и времени подхода электрода к изделшо (,., опредеt лясмому как !,.=,, Время горения дуги

1 и

30 на повышенной плотности тока выбирают из условия ti —— -(0,2... 1,0) t„B зависимости от скорости подачи электродной проволоки. ь1срез промежуток времени Т повышенное напряжение снижается до на35 пряжения установившегося режима, равного напряжению дуги.

Предлагаемый способ реализован при сварке электродной проволокой Св-08Г2С

40 в углекислом газе. Параметры режима сведены в таблицу.

При указанных- параметрах устойчивый процесс сварки устанавливается после пер45 вого короткого замыкания электрода с изделием.

Использование предлагаемого способа возбуждения дуги обеспечивает по сравне50 нию с известными способами следующие преимущества: повышение производительности процесса сварки за счет снижения трудоемкости по очистке от выброшенных и приварившихся перемычек, особенно при сварке короткими швами; улучшение качества сварного соединения за счет снижения разбрызгивания при возбуждении; снижение расхода электродной проволоки за счет установления устойчивого процесса с

60 меньшего количества утыканий электрода в изделие. При этом не ухудшаются условия техники безопасности.

94I065 Процесс без пеPl)Op!I ЕСКИ К КО роткик замыканий (II вариант) Режимы сварки с периодическими короткими замыканиями (1 вариант) Парамс-ры процесса

2 (3 1

1,0 1,0

80, 225 ( (2 I 12

1,6 ((.0

-;5 8

f,6

14:) 20 (!2

27 ; 30 (0,34 0.15

36

20 26 (О 22 0 !1

0,(6

40 75

0(2 (5

0,04 0.08

0.66

С,I6, О 08 (028 013

006 002 (0,(5

0,19 0,08 (0,03 0,03

0,06

0,12

0,04

20 35

30 где А / ка

Диаметр электро,(а, мм

Скорость J!oäà÷I: электрода, м..:/с

Расстояние от токоиодво,.(я-( и1егî íàl!онсчника до Jlo де.lllfl, ма!

I апряжclll!е уcTаповпви)его- ся ироцссса сварки, 13

11ремя действия иовыгиениоГо иа ll()яжеll IJ JI, с

EJ. loTl ость тока нос Ic разрыва перемычк!t, Л/мм -

Время горения дуги ири па- в) ниенной Ilëoòl)oñòJJ тока, с

Время гo()ellll!I, угll ири по-, ниже)JI!Oй I!.ë îTJIостн тока, с

Время гор llllll дугll на IIo") в ы и) е Ill! o llJ н а и р яж е II I! Il, с

Время и е р и о Г о к о р от к о о замыкания ири Tl! I.BIIHJI электрол)а и Ilo)Ie)JJIo, с

Плотность )оиижс иного

Tо а, )т/)>

Формула изобретения

1. Способ возбуждения дуги при сварке плавящимся электродом, заключающийся в подаче на межэлектродный промежуток повышенного напряжения, о т л и ч а ющий ся тем, что, с целью повышения 4сачества сварного соединения, производительности процесса и экономии сварочных материалов за счет ускорения установления процесса сварки, повышенное напряжение пода(от величиной

1 — 2; сумма катодного и анодного падений напр)яжения; градиент потенциала столба дуги; расстояние от токоподводящего наконечника до изделия, на время от начала короткого замыкания до начала установившегося процесса, включающее момент разрыва перемычки, при этом после разрыва перемычки устанавливают начальную плотность тока 45—

70 А/мм на время, равное 0,2 — 1,0 времени от момента разрыва перемычки до начала установившегося процесса, после чего плотность тока спп>ка(от до 20 — 35 А м (з.

IО

Исто(пики информации, принять.е во внима1:Jle при экспертизе:

1 Мартинович В. В. и др. Исследование возбуждения дуги при сварке электрозаклепками в углекислом газе. — «Вопросы газоэлектрической сварки». Ростов-на- попу, 1972, с. 60 — 64.

2. Вайнбойм Д. И. Автоматическая д.говая точечная сзарка. М.— Л., 1966, с. 200.

3. Заявка Японии № 52-100347. кл.

12 в 112 (прототип). 941065

Риг.

Составитель А. Гаврилов

Техред И. Пенчко

Корректор С. Файн Редактор "Н. Коляда

Заказ 682/531 Изд. № 174 Тираж 1151, Подписное

НПО <Поиск» Государственного комзпета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»