Устройство для сварки дугой,управляемой магнитным полем

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК уров 23 К 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг 1.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетекий и ОткРыт1Ф (21) 3751556/25-27 (22) 14.06.84 (46) 30.11.85. Бюл. В 44 (71 ) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е.О. Патона (72) С.И. Кучук-Яценко, П.В. Кузнецов и С.А. Котерев (53) 621.791.75 (088.8) (56) Патент США В 3937926, кл. 219-123, 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 367980, кл. В 23 К 9/08, 13.07.71.

Авторское свидетельство СССР

В 1050828, кл. В 23 К 9/08, 0).04.82.

„„Я0„„11 4 21 A (54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ДУГОЙ, УПРАВЛЯЕМОЙ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ, содержащее две соосные, установленные с зазором, встречно включенные обмотки электромагнитов постоянного тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения качественной сварки стыковых соединений толстостенных труб путем равномерного нагрева соединяемых элементов и упрощения устройства путем исключения вращающихся деталей, оно снабжено источником импульсного тока, подключенного к одной из обмоток электромагнитов.

11

Изобретение относится к сварке, в частности к сварке дугой, вращающейся в магнитном поле, и может быть использовано при производстве сварных конструкций, состоящих из полых деталей замкнутой формы, в частности при сварке двух труб встык, для получения тавровых соединений трубы с пластиной или фланцем, а также в других случаях, когда при сварке используется дуга, перемещающаяся в магнитном поле.

Целью изобретения является обеспечение качественной сварки стыковых соединений толстостенных труб путем равномерного нагрева соединяемых элементов.

На фиг. I изображена схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма изменения токов в электромагнитах и изменение индукции управляющего магнитного поля в зазоре между свариваемыми деталями.

Устройство содержит электромагниты 1 и 2, располагаемые на свариваемых деталях 3 и 4 с зазором один относительно другого. Электромагниты 1 и 2 через регулировочные сопротивления В„ и Н подключены к источнику постоянного тока 5. Сопротивления R„ R служат для регулировки постоянного тока в электромагнитах

1и2, Электромагниты 1 и 2 включены встречно, поэтому создаваемые ими магнитные потоки направлены встречно, что обеспечивает в зазоре между свариваемими деталями создание магнитного поля с радиальной направляющей относительно оси свариваемых деталей 3 и 4. Взаимодействие радиальной составляющей магнитного поля с аксиально направленным током электрической дуги 6, возбуждаемой между торцами свариваемых деталей, приводит в тому, что дуга начинает двигаться по торцам с большой скоростью.

В устройство входит источник импульсного тока 7, подключенный параллельно к электромагниту l. Для исключения влияния источников питания

7 и 5 друг на друга и поступления импульсного тока в электромагнит 1 в схему включены два запирающих диода Ч„ и Ч . Диод Ч не пропускает

1 ток от источника постоянного тока 5 в источник импульсного тока 7, а диоп V — от источника импульсного то94621

10

55 ка 7 в электромагнит 2 и источник постоянного тока 5.

Если в процессе сварки менять направление аксиальной составляющей, то дуга сканирует по толщине торцов ,соединяемых труб, равномерно их разогревая. Аксиальная составляющая магнитного поля в зазоре появляется при преобладании одного иэ магнитных потоков электромагнитов 1 илн 2. .Величина магнитного потока зависит от количества витков и величины токов в катушках электромагнитов I u

2. Так как количество витков — величина постоянная, то, изменяя соотношение токов, можно добиться смены направления аксиальной составляющей индукции в зазоре между деталями.

Действие дополнительного источника тока 7 приводит к тому,. что ток, протекающий по электромагниту 1, периодически усиливается с частотой источника 7, как это показано на фиг. 2. Создаваемый электромагнитом

1 магнитный поток аналогично изменяется с той же частотой.

Соотношение постоянных составляющих тока I „ и I (фиг. 2), соз2п даваемых в электромагнитах 1 и 2 источником тока 5, подбирается таким образом, что преобладает магнитный поток электромагнита 2 и аксиальная составляющая магнитного поля направлена в сторону детали 3.

При прохождении через электромагнит 1 положительного импульса от источника импульсного тока 7 величина тока в электромагните 1 становится больше, чем в электромагните 4, так как ток электромагнита 1 складывается из суммы постоянного и импульсного токов: I I + I При этом аксиальная составляющая В индукции меняет свое направление. Сопротивление R (фиг. 1) служит для регулировки амплитуды импульсного тока. Следует учесть, что изменение тока в одном из электромагнитов приводит не только к изменению аксиальной составляющей индукции, но и к изменению ее радиальной составляющей, в частности, к уменьшению Вр по величине (фиг, 2), В связи с этим максимальное значение (амплитуда) импульсного тока I „ не должно превышать определенной величины (порядка ЗОБ от величины постоянного тока „ через электромагнит 1), чтобы велйчина ра<ис 7

Составитель Г. Квартальнова

Техред А.Бойко Корректор А. Тяско

Редактор М. Циткина

Заказ 7357/17 Тираж 1085 Подписное

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 диальной составляющей индукции оставалась не ниже минимально допустимЬй, при которой возможно устройчивое движение дуги (порядка 0,03 Т).

В то же время минимальное значение амплитуды импульсного тока определяется из условия обеспечения сканирования дуги по всей толщине свариваемой детали и определяется экспериментально для конкретных свариваемых деталей, причем чем больше толщина свариваемых деталей, тем больше должна быть амплитуда I . Частоту следования импульсов следует устанавли94621 4 вать в несколько раз превышающей частоту вращения дуги (до 2 кГц).

Однако при сварке ферромагнитных материалов, например углеродистых сталей, может быть рекомендована частота 400 Гц, так как на большей частоте возрастают потери на перемагничивание материала свариваемых деталей.!

О Таким образом, предложенное устройство проще по сравнению с базовым объектом и позволяет обеспечить качественную сварку стыковых соединений толстостенных труб.