Способ прессовой сварки

 

1. СПОСОБ ПРЕССОВОЙ СВАРКИ с нагревом торцов соединяемых деталей дугой, вращающейся а магнитном поле, при котором на стадии разгона на дугу воздействуют постоянным магнитным полем, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества сварных соединении, после разгона с момента стабилизации на дугу воздействуют импульсным реверсируемым магнитным полем. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что импульсное реверсируемое магнитное поле создают, пропуская по обмотке электромагнита однополупериодно выпрямленные импульсы тока промыишенной частоты. Q Л Фиг.1 ел СП а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н Авторскому саидКгельстам (21) 3420397/25-27 (22) 15. 04.82 (46) 23.11.83. Бюл, Р 43 (72) П.В.Кузнецов, С.И.Кучук-Яценко, В.В.Сыроватка, В.Ю;Игнатенко и В.П.Черныш (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.791. 75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 l55898 кл. В 23 К 9/08, 05.04.62 °

2. Кочановский Н.Я. и др. Сварка электрической дугой, вращакщейся в магнитном поле.- Сварочное производство, 1959, В 8, с. 1-4 (прототип).

1(51) В 23 К 9/08) В 23 К 20 00 (54) (57) .1. СПОСОБ ПРЕССОВОЙ СВАРКИ с нагревом торцов соединяе)ых деталей дугой, вращакщейся в магнитном поле, при котором на стадии разгона на дугу воздействуют постоянным магнитным полем, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений, после разгона с момента стабилизации на дугу воздействуют импульсны(реверсируемым магнитным полем.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что импульсное реверсируемое магнитное поле создают, пропуская по обмотке электромагнита однополунериодно выпрямленные импульсы тока промышленной частоты. е

1055601 по обмотке электромагнита однополупериодно выпрямленные импульсы тока промышленной частоты.

Результаты исследований показывают, что время разгона дуги, т.е. длительность первой стадии, при одном и том же значении сварочного тока зависит от величины индукции управИзобретение относится к сварке, в частности к прессовой сварке с нагревом деталей дугой, вращающейся в магнитном поле, и может быть испольэовано при производстве сварных конструкций, состоящих иэ полых деталей замкнутой формы, а также для получения тавровых соединений трубы с пластиной или двух прямоугольных труб.

Известен способ сварки с магнит" ным управлением сварочной дугой, при котором для прерывистого перемещения дуги применяют импульсное магнитное коле постоянной полярности.

Прерывистое перемещение дуги увели лвает глубину проплавления свариваемых кромок деталей и таким обра" эом обеспечивает лучшее формирование сварного соединения (1).

Недостатком способа является то, что вектор индукции магнитного поля на протяжении всего цикла сварки остается постоянным как по величине, так и по направлению, если рассматривать индукцию в момент прохожде« ния импульса, а также то, что импульсы управляющего магнитного поля имеют прямоугольную форму.

Наиболее близким пь технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является способ прессовой сварки с нагревом торцов соединяемых деталей, дугой, вращающейся в магнитном поле, при котором в течение всего процесса сварки, в том числе к на .стадии разгона дуги на дугу воздействуют постоянным магнит» ным полем (2).

Если использование постояиного магнитного поля на стадии разгона благоприятствует быстрой стабилиза-. ции дуги, то использование постоя.i.ного магнитного поля на второй стадии после стабилизации дуги, обеспечивающего однонаправленное движение дуги .приводит к неравномерному прогреву и оплавлению торцов соединяемых деталей, а при неравномерном оплавлении при осадке требуется приложение повышенных давлений.

Кроме того, такой процесс не всегда сопровождается pBBHoMepHHN соединением по всему свариваемому контуру.

Целью изобретения является повышение качества сварных соединений.

Цель достигается тем, что согласно способу нрессовой сварки с нагревом торцов соединяемых деталей дугой, вращакщайся в магнитном поле, при котором на стадии разгона на дугу воздействуют постоянным магнитным полем, после стадии разгона с момента стабилизации на дугу воздействуют импульсным реверсируемым магнитным полем.

При атом импульсное реверсируемое магнитное поле создают, пропуская ляющего магнитного поля в зазоре между сваркваеьеами деталями. Это время

30 уменьшается с ростом величины индукции. B связи с этим применение им" пульсного магнитного поля на первой стадии нежелательно; так как приводит к увеличению ее длительности, значит и всего времени сварки, прк этом увеличивается количество потребления энергии. Кроме того, неустойчивое вращение дуги в период разгона может явиться причиной образования локального перегрева металла, увеличения степени неровности торцов свариваемых деталей, что anoc"" ледствкк потребует применения большего. усилия осадки.

На второй стадии дуга вращается c большей скоростью, определяемой силами взаимодействия индукции маг-. нитного поля и величиной сварочного тока, торцы деталей нрогреваются к начинают плавиться. На последней дуга горит неустойчиво, что связано с образованием перемычек жидкого металла, обусловленного однонаправленным движением дуги..Такое неравномерное оплавление требует прк

З5 осадке приложения повышенных давлений к не всегда сопровождается равномерным соединением по всему csaриваемому контуру.

Применение программированного уп40 равлвния сварочным током при импульсном постоянном по величине направлении магнитном поле не устраняет неравномерности оплавления на второй и третьей с адин процесса. Сварное ц соединение имеет на отдельных участ- ках такие дефекты, как несплавление и подрезы. Использование импульсов магнитного поля прямоугольной формы вызывает снижение устойчивости горе50 ния луги в момент резкого нарастания и спада индукции поля в импуль« се. Для улучшекия качества сварного соединенкя и исключения несплавленкя и подрезов при прессовой сварке с нагревом деталей дугой, вращающейся

5 в магнитном поле, необходимо такое управляющее воздействие на дугу, прк котором одновременно с увеличением глубкны проплавленкя деталей торцы оплавляются равномерно. Это обеспее0 чивается при импульсах магнитного поля с плавным нарастанием и спадом ккдукцкке

Обработка осциллограмм процесса позволяет установить,,что при пра65 вкльном подборе режимов сварки и па1055601

- Состав итель Г. Квартальнов а

Редактор Н. Пушнвккова Техред Т. Фанта

Корректор С. Черни

Заказ 9205/13 Тираж 1106

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал HllG Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

1 раметров управляющего магнитного поля длительность стадии разгона дуги 1 колеблется в пределах 15"25 от всего . времени сварки..

На фиг. 1 изображены временные диаграммы сварочного тока З Р.„З )усилия осадки Ро на фиг. 2 - временные диаграю ы магнитного потока ф и ф

1 2

Взаимодействие постоянного по величине и направлению магнктного потока Ф с током дуги обеспечивает сокращение времени ев разгона %<, так как исключены остановки, связайные с при,менением импульсных полей. После дос,тижения устойчивого вращения дуги взаимодействие тока дуги с пульсирующим реверсивным магнитным полем приводит к прерывистому движению дуги

:то в одну, то в другую сторону. Время остановки дуги определяется скваж.,ностью между импульсами магнитного поля ф, а направление движения - интврвалбм ревврсированкя. При этом периодическая остановка дуги способствует улучшению прогрева кромок, а периодическое изменение направления движения исключает аоявление направленных потоков расплавленного металла. Плавное нарастание и спад индукции управляющего магнитного поля в импульсе исключает нарушение устойчивости горения дуги. Это особенно важно на последнем этапе после увеличения сварочного тока перед осадкой, необходимого для интенсификации про цесса очистки поверхностей от окислов и загрязнений, когда силы взаимодействия тока дуги н магнитного поля резко возрастают и уаелкчивают веро ятность обрыва дуги. В результате такого комплексного воздействия внешнего магнитного поля ыа дугу достигается равномерное оплавление торцов сва" риваеьых деталей и, как следствие, после осадки качественное формирование шва без несплавлений и обрезов.

Производят сварку таврового соединения пластины толщиной-К, 4 мм и трубы диаметром 42,3 мм с толщиной стенки с 3,2 мм. Подогрев детали осуществляют дугой с силой тока

35 2 =600 A в течение t„ 3 5 с, перед осадкой ток увелнчйвают до 2

«7.300 А. Усилия осадки Р=40000 Ь.

Такой силы тока дуга горела 0,6 с.Индукция магнитного поля равняется

40 мГ в течение всего процесса сварки. При этом в первые 0 8 с электромагнит запитывается постоянньм током, а последующие 3,3,с - импульсамк длительностью 0,01 с через интервал ъ5 0,01 с, причем после прохождения трех импульсов их полярность меняется на противоположную.

Металлографичвский анализ не выя- вил несплавлений и подрезов.

30 -

Изобретение позволяет повысить ка. чество сварных швов и производительность процесса за счет исключения операций по исправлению дефектов сварного шва.