Способ для двухэлектродной сварки с короткими замыканиями дугового промежутка и устройство для его осуществления

Способ для двухэлектродной сварки с короткими замыканиями дугового промежутка и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнчесннк

Рес ублн (sa)998039 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1б0981: (21) 3339228/25-27 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 230283. Бюллетень ¹ 7

Р )М g< з

В 23 К 9/09

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 791.

° 75(088.8) Дата опубликования описания 230283 (72) Авторы изобретения.

А.Ф. Князьков, В.Н. Сараев, А.К. Тимошек,«I трмскка ордена Окткараакаа рекодккаак к о ара 1тррдайарб : " (Красного Знамени политехнический институ именки .С.pl. Кирова:;

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДВУХЭЛЕКТРОДНОИ СВАРКИ С КОРОТКИМИ

ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ EFO ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

20

Изобретение относится к области технологических процессов, в частности к сварке в среде активных газов с короткими замыканиями дугово- го промежутка.

Известен способ двухэлектродной сварки, при котором каждый из электродов подключен к своему источнику питания таким образом, что плавление одного электрода происходит на прямой полярности, а другого на обратной (1 ).

Недостатком данного способа сварки является повышенное разбрызгивание металла, вызванное интенсивным блуждением дуги, горящей на прямой полярности, а также действием сил реактивного давления паров испаряющегося металла, проявляющегося и при горении дуги на обратной полярности, Известен также способ двухэлектродной сварки, при котором электроды подают в сварочную ванну поочеред- но 1 2).

Недостатком этого способа сварки является повышенное разбрызгивание металла, вызванное действием сил реактивного давления паров испаряющегося металла, а также узкая область. применения режимов сварки,: так как характер переноса электродного ме» талла и горения дуги зависит от расстояния между электродами, напряжения на дуге и шага подачи электродов.

Наиболее близким к изобретению является способ двухэлектродной сварки в среде активных газов с короткими замыканиями дугового промежутка, при котором электродЫ плавятся поочередно вследствие обрыва дуги на одном из электродов $3 ).

Недостатком известного способа сварки является наличие переходного периода, т.к. когда дуга на одном электроде обрывается, а на другом возбуждается. При этом сварочный ток протекает по обоим электродам, что приводит к взаимному притяжению дуг и жидкого металла на электродах, а при малых расстояниях и к образованию общей капли, перенос которой в сварочную ванну затруднен.и вызывает повышенное разбрызгивание металла.

Наличие перед коротким замыканием сил реактивного давления паров испаряющегося металла, вызванных горением дуги на электроде, вызывает

998039 смещение капли на боковую поверхность электрода, что также увеличивает разбрызгивание металла.

К недостаткам известного-способа сварки относится и узкая область применяемых режимов сварки, так как процесс поочередного горения дуги на электродах зависит от расстояния.между электродами и напряжения на дуге. Так при снижении напряжения на дуге, либо при уменьшении расстояния между электродами характер го.,рения дуги из поочередного переходит в смешанный, при этом постоянно проявляется взаимное притяжение дуг

10 и жидкого металла на электродах, i5 приводящее к повышенному разбрызгиванию металла.

Известно устройство, которое обеспечивает перенос электродного металла с короткими замыканиями дугового промежутка при одновременной подаче двух электродов в сварочную ванну 4).

Основным недостатком данного устройства является невозможность осуществления поочередного плавления

25 электродов, что приводит при их сблиНаиболее близким к изобретению является устройство, которое содержит сварочный источник постоянного тока и головку для одновременной подачи двух электродов (3).

Недостатком известного устройства является то, что оно применимо только в узком диапазоне сварочных режимов, кроме того, оно не устраняет повышенного разбрызгивания электродного металла вследствие притяжения дуг и жидкого металла на электродах и действия сил реактивного давления паров испаряющегося металла, отталкиварщих каплю на боковую поверхность электрода и препятствующих нормальному короткому замыканию.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет снижения разбрызгивания ме50

65 жении к притягиванию дуг и жидкого металла на электродах, к увеличению разбрызгивания. 30

Известно также устройство, в котором для снижения сил взаимодейст. вия между дугами используют импульсный генератор, блок ввода импульсов и мультивибратор (5).

Недостатком устройства является повышенное разбрызгивание металла при ведении процесса с короткими замыканиями дугового промежутка.

Так как устройство не увеличивает состояния дугового промежутка, короткое замыкание может наступить в паузе, что приведет к нарушению устойчивости процесса, или совпасть с началом импульса, что увеличит раз- . брызгивание металла. 45 талла и исключения взаимного влияния электродов двухэлектродной сварки с короткими замыканиями дугового промежутка в среде активных газов, при котором электроды плавятся поочередно вследствие обрыва дуги на одном из электродов.

Поставленная цель достигается

t тем, что сварочную дугу обрывают принудительно путем выключения тока в сварочной цепи одного электрода в момент начала короткого замыкания в цепи другого электрода.

При этом в устройство для двухэлектродной сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, содержащее сварочный источник питания постоянного тока и головку для одновременной подачи двух электродов, введены два тиристорных ключа со схемой управления, состоящей из двух датчиков короткого замыкания и блока формирования импульсов, при этом выходы датчиков короткого замыкания через блок формирования импульсов соединены с первыми входами тиристорных ключей, первый вход первого тиристорного ключа соединен с вторым входом второго тиристорного ключа, а первый вход последнего соединен с вторым входом первого тиристорного ключа, а входы датчиков короткого замыкания подключены параллельно соответствующим дуговым промежуткам.

На фиг. 1 показаны эпюры изменения сварочного тока; на фиг. 2 блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Способ осуществляется следующим образом.

B момент времени 1 на первом электроде горит дуга и протекает процесс плавления электрода. На втором электроде в это время дуга оборвана, и вследствие отсутствия процесса плавления на нем и непрерывной его подачи в сварочную ванну электрод с каплей на торце приближается к сварочной ванне. При этом дуга на нем не возбуждается самопроизвольно, так как она была оборвана реактивным выключением тока в его сварочной цепи, поэтому силы реактивного давления паров испаряющегося металла отсутствуют, и капля жидкого металла расположена соосно с электродом, что облегчает ее перенос в сварочную ванну при коротком замыкании и снижает разбрызгивание металла.

В момент -начала короткого замыкания дугового промежутка вторым электродом на первом электроде принудительно обрывают дугу путем выключения тока в его сварочной цепи (см. фиг. 1, фаза 2).

Во время короткого замыкания второго электрода сварочный ток в его

9980 39

30 дующим образом.

-цепи значительно -повышается, возра.стают электромагнитные силы, кото-рые сжимают каплю- и способствуют ее переходу в сварочную ванну.

После переноса капли дуга на втором электроде возбуждается (см.фиг.1, . фаза -3) . и далее .весь цикл повторяУ ется.

Таким образом, в каждый момент времени сварочный ток протекает только по одному электроду, поэтому между ними не возникают силы магнитного взаимодействия, что позволяет расширить область применяемых режимов сварки и значительно снизить .-разбрызгивание металла.

П- р и м е р . Выполняют автоматическую сварку в среде углекислого газа на обратной полярности двумя электрод ыми проволоками марки

Св-0812С диаметром 1,-2 мм, одновременно подаваемыми в. сварочную ван-. ну. Расстояние между электродами

8 мм, сварочный ток составляет 180-200 А, напряжение на дуге

24-25 В, скорость сварки 50 м/ч.

При горении дуги на одном из электродов происходит интенсивное оплавление его и увеличение длины дугового промежутка. На втором электроде -в это время дуга оборвана, и. электрод вследствие непрерывной подачи проволоки приближается к сварочной ванне, при этом капля на торце электрода соосно расположена с электродом. При приближении электрода -к сварочной ванне не проискодит самопроизвольного возбуждения дуги, так как ее оборвали путем выключения тока:в сварочной цепи данного электрода.

В момент начала короткого замыкания второго электрода на сварочную ванну, дугу на первом электроде обрывают путем выключения тока в

его сварочной -цепи. При этом в цепи . второго электрода появляется сварочный ток, который значительно возрастает к моменту окончания. короткого замыкания, способствуя переносу капли электродного металла. После переноса капли в сварочную ванну дуга на втором электроде вновь возбуждается.

Сближение электродов до 4 мм или . уменьшение напряжения на дуге до

21-22 В не приводит к нарушению поочередности горения дуг на электродах, Потери на разбрызгивание металла составляют 2-3% °

Устройство для двухэлектродной . сварки с короткими замыканиями дугового промежутка содержит источник питания постоянного тока 1 и головку для одновременной подачи двух электродов 2, причем в цепи питания. электродов включены тиристорные: ключи 3 и 4, имеющие по два входа и соединенные между собой так, что первый вход первого ключа подключен к второму входу второго ключа, а первый вход второго ключа-соединен с вторым. входом первого ключа, а параллельно дуговым промежуткам подключена схема управления 5, сострящая нз двух датчиков начала короткого замыкания на каждом..электроде б и 7 и блока формирования импульсов

8, причем входы блока формирования импульсов подсоединены к выходам датчиков короткого замыкания, а его выходы подключены к входам тиристорных ключей.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения выходных каналов и входов„ по которым ведется управление:- по. входу I. тиристорных ключей 3 и 4 осу20 ществляется включение тиристорных ключей, по входу П тиристорных ключей 3 и 4 осуществляется выключение тиристорных ключей,3 и 4, по выходному каналу Т датчиков начала короткого замыкания 6 и 7 вырабатываются управляющие сигналы по началу коротких замыканий электродов.

Устройство для реализации предлагаемого.способа сварки работает слеВ процессе. сварки дуга горит на одном электроде, в то время как на другом она оборвана. При горении дуги происходит плавление электрода и увеличение длины дугового промежутка. Второй электрод при этом приближается к сварочной ванне и закорачивает дуговой промежуток.

Этот момент фиксируется датчиком схемы управления 5, и с .выхода фор- . мирователя импульсов 8 снимается управляющий сигнал, который поступает на первый вход тиристорного ключа 4 и на второй вход тиристорного ключа 3, что переводит ключ 4 в проводящее состояние, а ключ 3 в непроводящее. В цепи питания второго электрода протекает ток короткого замыкания, на интервале которого капля расплавленного металла переходит в сварочную ванну, а затем осуществляется повторное возбуждение дуги.

На интервале горения дуги на втором электроде электрод плавится, и увеличивается длина дугового промежутка.

На первом электроде на данном этапе дуга оборвана, электрод не плавится, а приближается- к сварочной ванне.

Вследствие этого происходит закорачивание дугового промежутка первым электродом, и этот момент фиксирует« ся датчиком схемы управления 5, и с выхода формирователя импульсов 8 снимается. управляющий сигнал, поступающий на второй вход тиристорного ключа 4 и на первый вход тиристор998039

Формула изобретения

30 ного ключа 3, что приводит к выключению ключа 4 и включению ключа 3.

Далее процесс работы повторяется.

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления выгодно отличаются от известных.

Так, принудительный обрыв дуги на одном электроде в момент начала короткого замыкания в цепи другого электрода приводит к исключению сил реактивного давления паров испаряющегося металла перед коротким замыканием, что способствует соосному расположению капли жидкого металла с электродом, облегчает ее перенос в сварочную ванну и снижает разбрыз- 15 гивание металла.

A осуществление принудительного обрыва дуги путем выключения сварочного тока в цепи электрода полностью исключает вероятность возбуждения 20 дуги при приближении электрода к сварочной ванне и появление сил маг-, нитного взаимодействия между электродами, что позволяет расширить область применяемых режимов сварки и 25 значительно снизить разбрызгивание металла.

1. Способ двухэлектродной сварки с короткими замыканиями дугового промежутка в среде защитных газов, при котором электроды плавятся поочередно вследствие обрыва дуги на одном из электродов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединео ния за счет снижения разбрызгивания металла и исключения взаимного влияния электродов, сварочную дугу обрывают принудительно путем выключения тока в сварочной цепи одного электрода в момент начала короткого замыкания в цепи другого электрода. 45

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее сварочный источник питания постоянного тока и головку для одновременной подачи двух электродов, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет снижения разбрызгивания металла и исключения взаимного влияния электродов, в него введены два тиристорных ключа со схемой управления, состоящей из двух датчиков короткого замыкания и блока формирования импульсов, при этом выходы датчиков короткого замыкания через блок формирования иЪптульсов соединены с первыми входами тиристорных ключей, первый вход первого тиристорного ключа соеПинен с вторым входом второго тиристорного ключа, первый вход последнего - с вторым входом первого тиристорного ключа, а входы датчиков короткого замыкания подключены параллельно соответствующим дуговым промежуткам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии Р 52-114545, кл. 12В.112.1, опублик. 26.09.77.

2. Острова Т.С. и др. Особенности процесса горения дуги при двухэлектродной сварке с попеременной подачей электродных проволок. Сб. "Теория и практика сварочного производства" 1977, с. 30-32 °

3. Спицын В.В. Перенос мет,алла и горение дуги при сварке раащепленным элеКтродом в СО . "Сварочное производство". 1969, Р 4, с. 5-7 (прототип).

4. Авторское свидетельство СССР

Р 619306, кл. В 23 К 9/00, 11.08 ° 76.

5. Патент Японии Р 52-32734, кл. 12В.112.1, опублик. 23 ° 08.77.

ИВ03Э

Составитель Г. Чайковский

Редактор В. Данко Техред A.Áàáèíåö Корректор Е. Рошко

Заказ 1021/21 Тираж 1104 Подписное с ВНИИПИ Государственного,.комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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