Способ электродуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка

 

Изобретение касается дуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка . Целью изобретения является повьшение устойчивости процесса. Способ характеризуется тем, что в период от начала короткого замыкания t, и до окончания коммутации тока дуги t замедляют или прекращают подачу электрода. В момент tg под действием сил поверхностного натяжения и сил инерции перемычка разрушается без взрыва. Управление переносом электродного металла позволяет рас ширить область устойчивых режимов - сварки с минимальным разбрызгиванием. 1 ил. « ю ч| 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 747642 (2i) 3894604/25-27 (22) 15.05.85 ,(46) 23. 12.86. Бюл. 9 47 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Б.В. Худяков, В.Ф. Постаушкин, А.И. Еланцев и И.И. Кениг (53) 621.791 75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 747642, кл. В 23 К 9/00, 24.04.78. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ

ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ С КОРОТКИМИ

ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА (57) Изобретение касается дуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка. Целью изобретения является повышение устойчивости процесса, Способ характеризуется тем, что в период от начала короткого замыкания и до окончания коммутации тока дуги t замедляют или прекращают подат чу электрода. В момент t6 под действием сил поверхностного натяжения и сил инерции перемычка разрушается без взрыва. Управление переносом электродного металла позволяет расширить область устойчивых режимов . сварки с минимальным разбрызгиванием.

1 ил.

1278151

Изобретение относится к технологии сварки, в частности к способам

t электродугоной сварки плавящимся электродом с короткими зямыкаэп ями дугового промежутка, и лвляетсл усовершенствованием способа па язт.сн, N 747642.

11елью изобретения является повышение устойчивости працс сса сварки.

При предложенном способе .электродугоной сварки плавящимся электродом с короткими замыкя»иями дугового промежутка замедляют или прекращают подачу электрода з за»у сварки в »ачяле короткого замыкания дугового промежутка »а период короткого зя11ыкания и период кттутяциэе то ca H вновь включают подачу электра„.<я при эзазбуж ении аснане10Й Гэуги.

Замедление или прекрящеill р пад",.чи эilaicтраца з зону сварки эз нячяпе короткого замьэкяе»1л ня указа»».к периоды позволяет аслябэггь отрэзцятельное действ Ее подачи электрода особенно на больших скоростях), прояв,ляющееся в уменьшении длины -I увеличении диaMcòpa перемычки. Б резул1.— тяте замедления или прекращепил по дачи электрода унеличизаетсл длина и уме»ьшаетсл <ц-Еяметр ЕЕеремычек и ста.— билизируется процесс их разрушения.

При этом сокращается пптерэзя<л греме»И короткого замыка»ил и уэле»3353яетсл мяксэи!яльняя нсли<<эи1я таl л ка

poTJcoI замыкания, при катара 5 нячи»ается 3501тенсиниае разрушв»ие перемычки и лавинообразный рост паде«»1я напряжения ня ней.

Зя счет сокряи<ения време Еи каpoTкого з;1мы5сяе1ил и Г тябнзIИЗЯ13! Гт Ila 9"

pvlII p 33HsI пе13 емы 1 е к 110Bbllияет с л v C 1 ай че1насть ilpoi;ecca «a стадии кароткагo зямыкя»11л и процесса в це:3<315,что

I1c3a33oëÿå J зя счет уме31ь153еэзил 31арагогого пяпрлже»ил датчика састал»ия перемычки и увеличения 111»1 ерняпа коммутации тока поезысить ьералт»аcTI. появления нор35Я31ь3113х (без тока) разрушений перемь31ек, Снижение и:3«ксимяль»ий величины тока короткога зя.

I5E)3KalIHJI э но»Ерше»31е уста31чиности цесса, повыше»ие нералт»ости появления нормаль»ых коммутаций тока позволяет расширить область устой-ппэых режимов сварки с мшшмяльным разбрызгиванием металла.

Определение начала замецления или прекращения подачи электрода lio моменту достижения тако < короткого замыкания порогового значения абеспечинает надежное слияние капли рясппазлен»ага металла са сняроч»ай нан11ай в период первой стадии короткого зямь:каэ. .Ия и позволяет стабилизирозять дуговой промежутае1 и гареэн1е ос»ознай дуги после разрушения пере-, мычки и предотвратить возникновение

ЕО короткого замыкания при ускоренной подаче электрода при рястормажизании проволоки, что способствует стабилизации процесса переноса элек— трод»ого металла. и СЕ<»5жeеэию ега раз15 брызгивяния, Кроме того, "-,амедление или прекращение подачи еэле3<тра33я и ее нключеЕпэе в»азь соответственна торможе»ием и растармяжинаэ»1ем электрода не20 посредственно у входя. его з Tolcoilo3r видесщии Еаканеч»ик с усилением торможе»ил, зависящим от тока короткого замыкания., и с усилием рястормяжинания зависящим от тока основ»ой дуге.", позвсэляет ",обиться максима.iünoão GalcTpo»eilcTBия изменения

clcop0c ri.-.; подачи электрода на выходе токаподнадлщего някане -ника и, тем сямь3:1, максимяльнаг0 эффекта сниже—

30» :Ел:3aз бн3лз гив IIHJr метя rria H

3llc»;;л качества; poJJac!ca сварки.

Ня чертеже прецстявле»ы нреме»ные диа"Еэяммы сварочного тока Х,д, нае:;э»же»ил »а дуговом приме;ку ice U H

I с3соВосТН падя ЕИ конца BJIpicTpopя Б зину сварки V„cp и фазы процесса каплеабрязонания и пере .аса электродного металла в свара:::ную ван Iy.

П g и м "-. р, ЭЕЕектродугозу5<3 сзар,c!" пл я 33 »151И м с 5 -3 ii a (p ct TT c ..5 с ха 13 а тки м,l з ямы1 янилм«: дуга3303 o пра?5ежуткя па предлагаемому способу праэзадят в среде защит»ага (углск3:31ага) газа эразазэака11 СБ-0812С диямет-,эам 1,62 мм »а режимах: 1, = 180- 80 Л, 22-25 D. д5

Способ сварки реализуется с помощью тиристар:or о ксммутаторя тока з совокупности с эз1ектромагнит31ь3м

50 тормозам, который ма» тируетсл B ру-; кантку горелки Еалуявтамятя. Моменты коммутации снярочногс тока определяются соотзет< твующе<ми датчиками.

Процесс электрод говое1 сварки плавяv..èècir электродом короткой, цугой сопровождается периодическими замык;.-:»иями дугового промежутка каплей

12/8151 электродного металла, расплавленного в период горения основной дуги.

В момент времени to при достижении напряжения на дуговом промежутке U

Величина порогового напряжения

U устанавливается в диапазоне

5-15В из условия надежного выявления начала короткого замыкания.Нижняя граница диапазона ограничивается падением напряжения на вылете, верхняя — нижним пределом напряжения U в период изменения горения дуги.

Ф

Нижняя граница величины тока 2А принята из условия надежного горения дуги в интервале коммутации, в том случае, если в результате ограничения тока не удалось перевести 20 кратковременное короткое зам 1кание в длительное. При токе более 30 А снижается эффективность ограничения тока, т.е. значительно возрастает количество кратковременных коротких замыканий.

Длительность интервала коммутации тока ь, = О, 1-1 мс устанавливается из условия времени, необходимого для формирования перемычки, при этом его 30 верхняя граница определяется условиями устойчивости процесса сварки.

С момента t ток короткого замыкания нарастает с постоянной времени, определяемой электрическими парамет- З рами сварочной цепи.

При. достижении величины тока короткого замыкания порогового значе. ния I „„ „ (момент t ) начинают замедлять подачу электрода путем тор- 4р можения электрода вблизи его входа в токоподводящий наконечник с усилием торможения, зависящим от тока короткого замыкания.

Величину порогового значения Iù, 5 устанавливают больше величины ограйии чения тока в интервале коммутации из условия надежного слияния капли расплавленного металла со сварочной ванной за счет подачи электрода, сил 5О поверхностного натяжения и электромагнитных сил.

В момент времени t подача элекз трода на выходе из токоподводящего наконечника прекращается, при этом расстояние от торцовой поверхности электрода до поверхности свариваемой конструкции и длина перемычки остаются практически неизменными до возбуждения основной дуги в момент

С

В период t -t7 торможения электрода вблизи входа его в токоподводящий наконечник без остановки подающего механизма электрод подается в пространство, определяемое разницей диаметра электродной проволоки и внутренним диаметром подающего шланга.

По мере роста тока короткого замыкания в интервале времени t -t пе< ремычка жидкого металла сжимается под действием электромагнитных сил, при этом уменьшается диаметр перемычки, растет ее сопротивление и соответственно увеличивается падение напряжения на перемычке, которое непрерывно измеряют и сравнивают с пороговым напряжением U

Величину порогового напряжения

Б „< выбирают наименьшей (3-4В),чтобы йолностью устранить поздние коммутации сварочного тока (когда перемычка жидкого металла разрушается со взрывом на фронте снижения тока).

Момент ограничения тока C onpe5 деляют по достижению падения напря— жения на перемычке зацанного порогового напряжения U „ . При этом спи>кают ток IcR от максимальной величины тока короткого замыкания до

10-30А.

Период коммутации тока <. = 0,71,5 мс.

В момент t под действием сил лоб верхностного натяжения и сил инерции перемычка разрушается без взрыва.

При этом возбуждается вспомогательная дуга.

В период времени t -t ток в це7 В пи восстанавливают практически до максимальной величины тока короткого замыкания, зажигается основная дуга, электродная проволока начинает плавится, формируется капля жидкого металла.

Момент t включения подачи элекS трода вновь определяют по достижению током основной дуги заданного порогового значения Ið . Начало включения подачи электрода Ч „„ (момент

t8) на выходе из токоподводящего наконечника осуществляют путем его растормаживания вблизи его входа в токоподводящий наконечник с усилием

1278151

ВНИИПИ Заказ б792/12 Тираж ippi Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, растормаживания, зависящим от тока основной дуги.

ВелИчину порогового значения

I устанавливают меньше мини@op z мально возможного тока основной дуги из условия стабилизации дугового разряда основной дуги после ее возбуждения.

В интервале времени -t9 скорость 10 подачи электрода на выходе из токоподводящего наконечника V „ нарастает до значения, превышающего ее величину до момента 1 . Рост скорости подачи электрода опредепяется 15 временем его торможения в период короткого замыкания и пружинящими свойствами электродной проволоки.

В момент t скорость восстанавли9 вается и становится равной скорости 20 подачи электрода до момента

В момент времени t капля лидкого металла касается свариваемой конструкции, и цикл повторяется.. 25

Управление переносом электродного металла по предлагаемому способу электродуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка позволяет расширить область устойчивых режимов свар1ки с минимальным (27) разбрызгивани,ем металла.

Формула изобретения

Способ электродуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка по авт.св. Р 747642, о т л и ч а юiv, и и с я тем,что, с целью повышения усто.ычивости процесса, в период от начала короткого замыкания при достижении током короткого замыкания величины порогового значения и до окончания коммутации тока дуги при достижении им порогового значения замедляют или прекращают подачу электрода.