Способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом

Способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВВЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >965661

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.03.81 (21) 3256042/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 23 К 9/16

Гееударстеенный кемнтет

CgCP пв т1елам нзебретеннй и етнрмтнй

Опубликовано 15.10.82. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 25.10.82 (53) УДК 621.791. .754 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Букаров, В. И. Демичев, В.,А. Хаван (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

Изобретение относится к способам импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов стыковых соединений с разделкой кромок с колебаниями электрода и присадочной проволокой и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства.

Известен способ аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, при котором электрод колеблют между кромками разделки, а проволоку подают в середине между кромками (1).

Недостатками способа являются низкая производительность процесса сварки (тол щина наплавКи за один проход не превышает 1,5 — 2,0 мм), у кромок наблюдаются несплавления из-за интенсивного теплоотвода.

Известен способ газоэлектрической дуговой сварки с поперечными колебаниями электрода от кромки к кромке, при котором в момент изменения направления поперечного перемещения электрода у кромок разделки подают импульсы тока (2).

Недостатком его является низкая производительность процесса сварки, так как при движении электрода в середине разделки невозможно удержать большой объем ванны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, при котором выполняют разделку кромок стыка и заполняют ее непрерывной наплавкой, образуя сварные точки на кромках при наложении импульса тока, осуществляют колебания электрода с перемещением его вдоль кромки и задержкой на ней в течение определенного времени при одновременной синхронизации импульсов тока и подаче проволоки (3).

Недостатком указанного способа является необходимость высокочастотного источника питания для качественного формирования шва, в противном случае возрастает объем ванны и в середине разделки появляется грибовидность. Поэтому при сварке со стандартными отечественными источниками указанным способом вынуждены уменьшать объем ванны, что снижает производитель965661

55 ность и приводит к появлению межваликовых несплавлений.

Целью способа является повышение производительности и качества сварки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, заключающемуся в образовании сварного шва путем перекрывающих друг друга точек при наложении импульсов тока, с поперечными колебаниями электрода и с перемещением его вдоль кромки и задержкой на ней в течение определенного времени при одновременной

- синхронизации импульсов тока и подачи проволоки в момент задержки осуществляют серию циклов импульс — пауза, перекрывая на величину 0,6 — 0,8 площади предыдущих сварных точек в поперечном направлений, а присадочную проволоку подают в зону активного пятна дуги со смещением от оси электрода к центру шва, а при колебании электрода проволоку плавно смещают к оси последнего, при этом колебание и перемещение электрода осуществляют во время действия импульса, причем время колебания берут 0,5 — 0,7 времени перемещения а время первой задержки электрода на кромке берут в 2 — 3 раза больше времени последующих задержек.

На фиг. 1 показана схема поперечного перемещения электрода в разделке при наплавке; на фиг. 2 — поперечное сечение шва с порядком наложения сварных точек; на фиг. 3 — схема перемещений электрода; на фиг. 4 — циклограмма процесса сварки.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Предварительно электрод 1 устанавливают у кромки 2 стыка 3. Одновременно выставляют при садочную проволоку 4 со смещением на 8 от оси электрода 1 (фиг. 1).

Смещение присадочной проволоки 4 на величину 1: от оси электрода 1 к центру разделки обусловлено тем, что при наложении импульсов тока у кромок ванны из-за интенсивного теплоотвода вглубь стыков приобретает ассиметричную форму, вытянутую в середине разделки, т е. формы 5 и 6 (фиг, 3). Затем между электродом 1 и стыком 3 зажигают дугу 7 и выдерживают ее у кромки 2 в течение времени ti . Время tt обеспечивают в 2 — 3 раза больше, чем время последующих задержек tg.

Это вызвано тем, что в начале сварки.из-за интенсивного теплоотвода ванна очень мала и требуется больший прогрев, чтобы форма ванны приобрела квазистационарные размеры. Причем после 2 — 3 импульсов-пауз включают подачу присадочной проволоки 4, которая подается в зону активного пятна дуги 7 непосредственно в ванну со смещением . от оси электрода 1. По истечении первого импульса-паузы ванна приобретает форму 5 (фиг. 3) . Количество импульсов4 пауз обеспечивают такое, чтобы ванна в конце их имела форму 6, т.е. вытянутую от кромок 2 до кромки 8. Такая форма позволяет хорошо удерживать большой объем ванны на кромках; более равномерное заполнение разделки кромок; обеспечивается взаимное перекрытие площадей сварных точек в поперечном направлении на величину 0,6 — 0,8 от их общей площади. Указанная величина выбрана из условия оптимальной производительности и качественного сплавления между тоЧками. При значениях больших 0,8 снижается производительность, а меньших 0,6 ухудшается сплавление. При достижении размеров ванны формы 6 задержку у кромки 2 прекращают, и осуществляют поперечное перемещение электрода 1 от кромки 2 к кромке 8. При этом проволоку 4 плавно смещают к оси электрода 1 (положение 9 на фиг. 1). Это связано с тем, что при перемещении форма ванны видоизменяется, уменьшается размер впереди

20 дуги 7 и проволоку 4 удобнее подавать по оси электрода 1. В противном случае наблюдается ее примерзание. Поперечное перемещение осуществляют одновременно с продольным и выполняют его в период наложения импульса тока (фиг. 4). В этом случае наблюдается более плавный переход от одной кромки к другой. Время поперечного перемещения (колебания) tç составляет

0,5 — 0,7 времени продольного перемещения

t4. При значениях tp< 0,5t4 уменьшается

З0 шаг S „, и снижается производительность сварки. При значениях з +0,7t4 снижается площадь взаимного перекрытия сварных точек. Таким образом, электрод 1 достигает кромки 8 раньше, чем прекращают его продольное перемещение. Это позволяет прогреть кромку 8 и осуществить качественное сплавление. Затем следует пауза, позволяющая уменьшить объем ванны, стабилизировать тепловое состояние у кромок и последующие размеры ванны. При этом прово40 локу 4 вновь плавйо смеШают на величину от оси электрода 1 к центру шва (положение 10 на фиг. 1). Траектория перемещения электрода 1 показана на фиг. 3, где видно, что электрод, находясь у кромки, совершает еще продольное перемещение и

45 полный шаг 5 равен 5< + д 5 . Значение дб,должно быть небольшим, чтобы обеспечить перекрытие сварных точек на 0,6 — 0,8 их площади. При прекращении продольного перемещения электрода 1 у кромки 8 вновь, 50 накладывают серию импульсов-пауз, и процесс повторяется. Таким образом, происходит последовательное наложение точек ll

12, !3, 14, 15 и 16 на корневой шов 17 и заполнение разделки кромок (фиг. 2) с образованием сварного шва 18.

Пример. Способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов осуществляют при сварке неповоротных стыков труб из стали

965661

Формула изобретения

Зо

3,0

12Х18Н10Т. размером ф 180Х20 мм. Предварительно выполняют стандартную ступенчатую разделку кромок. Стыки труб собирают на прихватках в четырех симметрично расположенных местах.

Сварку проводят сварочной головкой

ТАМ вЂ с использованием аппаратуры

СА — 120, которую перерабатывают с учетом операций, изложенных в формуле изобретения.

Образцы заверяют следующим образом.

Первоначально проваривают корень шва на следующем режиме: I 110А; 1, = 60А;

1 — — 2 с; tq — — 0,8 с; серия импульс — пауза составляет 2. Сварку ведут без присадочной проволоки.

Затем электрод 1 выставляют на расстояние 1,5 мм на одной из кромок свариваемых стыков труб. Проволоку смецгают на величину 1,0 мм от оси электрода к центру шва.

Зажигают дуги и выдерживают в течение

12 с, т.е. tq =2,21, где tq — время последующих -задержек у кромок, равное 5,4 с.

Спустя 7,6 с включают подачу присадочной проволоки и накладывают 2 импульса-паузы.

Режим сварки следующий.

1, — — 200 А; 1п — — 60 А; 1 1= 1 с; 1,„= 0,8 с;

У р„= 72 м/ч; Ч„ „— — 47 м/ч; расход аргона—

900 л/ч; диаметр присадочной проволоки—

1,2; диаметр вольфрамового электрода

4,0; угол заточки 25 с притуплением 0,3—

0,4 мм. После наложения 2-х импульсовпауз размеры ванны следующие: В = 9 мм, Н = 1 мм и площадь составляет 80 мм .

Причем ванна вытягивается между кромками, практически оплавляя их одновременно.

При наложении последующего импульса тока одновременно включают поперечное и продольное перемещение электрода. Время поперечного перемещения электрода составляет 15=0,6 с, т.е. ts= 0,6 t4. Время продольного перемещения t4 = 1„= 1,0 с, Скорость сварки (продольное перемещение) составляет 8,5 м/ч. Следовательно, S1 =

=1,45 мм à Sg=2,5 мм, т.е, 1,0 мм электрод перемещается по кромке. При перемещении электрода проволоку с помощью специального устройства плавно смещают к оси электрода., а в момент нахождения электрода у кромок смещают к центру шва на 1,0 мм от его оси. Затем перемещение электрода прекращают, следует пауза и серия импульспауз. Площадь взаимного перекрытия ванн составляет 53 мм, т.е. 0,66 площади ванны.

Таким образом, осуществляют сварку.

6

При таком заполнении разделки ванна хорошо удерживается на кромках, а шов во всех пространственных положениях вогнут с хорошим сплавлением у кромок.

Использование способа позволяет за 5 проходов (каждый проход 10 мин) сварить неповоротный стык трубы ф 180Х20 мм.

Время составляет 50 — 60 мин, в то время, как по известной технологии оно составляет

120 †1 мин.

Производительность увеличивается в

2 — 3 раза, а качество швов значительно улучшается. Практически отсутствуют несплавления у кромок и между валиками.

Уменьшение времени сварки снижает расход аргона и другие затраты сварочных материалов, что позволяет получить экономию

1,0 — 1,5 руб. на один стык.

Способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, заключающийся в образовании сварного шва путем перекрывающих друг друга точек при наложении им.пульсов тока, с поперечными колебаниями электрода и с перемещением его вдоль кромки с задержкой на ней в течение определенного времени при одновременной синхронизации импульсов тока и подачи проволоки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности сварки и качества соединения, в момент задержки осуществляют серию циклов импульс-паза, перекрывая на величину 0,6 — 0,8 площадь предыдущих сварных точек в поперечном направлении, а присадочную проволоку подают в ванну в зону активного пятна дуги, со смещением от оси электрода к центру шва, а при колебании электрода проволоку плавно смещают к оси последнего, при этом колебание и перемещение электрода осуществляют во время действия импульса, причем время колебания берут равным 0,5 — 0,7 времени перемещения, а время первой задержки электрода на кромке берут в 2 — 3 раза больше времени последующих задержек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рощин В. В. и др. Газоэлектрическая сварка неповоротных стыков труб. — «Сварочное производство», 1968, № 6, с. 21 — 22.

2. Авторское свидетельство СССР № 253974, кл. В 23 К 9/16, 1968.

3. Рекламный листок фирмы Dimetries

США, 1976 (прототип).

96566l пап

Ц

12

11

17 Peg t

4

Р Щ). и Van

О ïoï

ВНИИПИ Заказ 7184/15 Тираж 1153 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4