Способ двухдуговой сварки в защитных газах

 

Изобретение относится к способам двухдуговой сварки плавящимся электродом на постоянном токе, предназначено преимущественно для сварки и наплавки легированных металлов в аргоне, где требуются незначительное тепловложение в основной металл соединения и относительно большое количество наплавленного металла. Целью изобретения является повьппение производительности и качества наплавленного металла путем снижения тепловложения в наплавленный металл и осуществления струйного переноса металла . Сварку ведут в аргоне одновременно дугами прямого и косвенного действия от двух независимьЕх источников питания. При этом дугу косвенного действия осуществляют между прутковыми электродами (Э), а дугу прямого д1ействия поддерживают между активированным Э и изделием. Неактивированный Э и изделие подключают к положительным полюсам, а активированный Э - к отрицательным полюсам источников питания. Токи в прутковых Э устанавливают равными или выше критического, а ток дуги прямого действия - величиной 15 1,(Ыр /oipjj-l), где Ij - ток дуги прямого действия, 1 - ток в неактивированном Э; otp , d.p коэффициенты расплавления неактивированного и активированного Э соответственно. Благодаря уравновешиванию производительности расплавления прутковых Э и дополнительного расплавления основного металла получают необходимые размеры сварочной ванны. 1 ил., 1 табл. и (Л со 4 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК (50 4 В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4020185/31-27 (22) 06.02.86 (46) 15.05.87, Бюл. № 18 (71) Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (72) В.А.Ленивкин, П.И.Петров, Е.Н.Варуха, Г.Г.Кленов и О.M.×åðíûé (53) 621.791.75 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 653053, кл. В 23 К 9/16, 1975. (54) СПОСОБ ДВУХДУГОВОЙ СВАРКИ В

ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ (57) Изобретение относится к способам двухдуговой сварки плавящимся электродом на постоянном токе, предназначено преимущественно для сварки и наплавки легированных металлов в аргоне, где требуются незначительное тепловложение в основной металл соединения и относительно большое количество наплавленного металла. Целью изобретения является повьппение производительности и качества наплавленного металла путем снижения тепловложения в наплавленный металл и осу.SU 1310146 А1 ществления струйного переноса металла. Сварку ведут в аргоне одновременно дугами прямого и косвенного действия от двух независимых источников питания. При этом дугу косвенного действия осуществляют между прутковыми электродами (Э), а дугу прямого действия поддерживают между активированным Э и иэделием. Неактивированный Э и иэделие подключают к положительным полюсам, а активированный Э вЂ” к отрицательным полюсам источников питания. Токи в прутковых

Э устанавливают равными или выше критического, а ток дуги прямого действия величиной I ъ Т1 (Р / р2 где I — ток дуги прямого действия, I, — ток в неактивированном Э; d,p„, — коэффициенты расплавления неР активированного и активированного Э соответственно. Благодаря уравновешиванию производительности расплавления прутковых Э и дополнительного расплавления основного металла получают необходимые размеры сварочной ванны. 1 ил., 1 табл, 1310146 электроде.

Изобретение относится к электродуговой сварке и наплавке в среде аргона на пост,янном токе и может быть применен при изготовлении металлических сварных конструкций из легированных материалов и наплавки поверхностей деталей, где требуется незначительное тепловложение в основной металл соединения и относительно большое количество наплавленного металла.

Целью изобретения является повышение производительности и качества наплавленного металла шва путем снижения тепловложения в наплавляемый металл с одновременным обеспечением струйного переноса металла.

Сварку ведут в аргоне одновременно дугой прямого и косвенного действия от двух независимых источников питания, при этом дуга косвенного действия горит между прутковыми электродами, а дуга прямого действия между активированными электродом и изделием, причем неактивированный электрод и изделие подключают к положительным полюсам, а активированный электрод к отрицательным полюсам источников питания, при этом токи в электродах устанавливают равными или выше критического, а ток дуги прямого действия величиной

С р

P где с — коэффициент Расплавления р1 неактивированного электрода;

4 р — коэффициент расплавления

2 активированного электрода;

I — ток в неактивированном

Обоснованием выбранной зависимости является наличие критического тока при сварке на обратной полярности практически всех известных металлов и сплавов в аргоне, кроме материалов имеющих высокую упругость паров, например латуни. При этой величине тока крупнокап льный перенос металла резко переходит в мелкокапельный струйный. На токе прямой полярности, когда электрод является катодом, устойчивый струйный перенос металла получают благодаря применению активированного электрода. Однако такой перенос металла осуществляется при токах вьппе, чем с электрода анода.

Для получения струйного переноса одновременно с электродов катода и анода ток. в электроде-катоде увеличивают путем создания дуги прямого действия, благодаря чему уравновешивают производительности расплавления прутковых электродов и одновременно дополнительно расплавляют основной металл, в результате чего получают необходимые размеры сварочной ванны, способствующие наилучшему формированию шва. Применение дуги прямого и косвенного действия позволяет регулировать тепловложение в наплавленный металл и его пергрев и тем самым препятствует выгоранию легиру-, ющих элементов, а струйный перенос металла способствует улучшению условий формирования и кристаллизации металла шва.

На чертеже приведена схема устройства.

Схема включает плавящийся неактивированный электрод 1, активированный электрод 2, между которыми установлен сварочный источник питания 3.

Между изделием 4 и электродом 2 установлен второй источник питания 5.

30 Первый источник питания подключен положительным полюсом к неактивированному электроду 1 и отрицательным полюсом к активированному электроду

2. Второй источник 5 положительным полюсом подсоединен к изделию 4 и отрицательным полюсом — к активированному электроду 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно устанавливают скорость подачи электродов 1 н 2, соответствующую критическому току или выше его для сварки на обратной по45 лярности. Подают аргон в зону горения дуги. Включают источники питания

3 и 5 и подают напряжение на электроды 1 и 2 и изделие 4. Одновременно зажигают дугу косвенного и прямого действия и подают активированный и неактивированный электроды с постоянной скоростью. В электроде 1 устанавливают ток косвенной дуги 1, равный или выше критического, характе55 Ризующийся струйным переносом металла. Величину тока I дуги прямого действия устанавливают величиной, обеспечивающей струйный перенос металла в активированном электроде IZ.

3 13101

Пример. Проводилась двухдуговая наплавка валиков на пластины из стали 12Х18Н10Т электродной проволокой СВ-06Х19Н9Т диаметром 1,6 мм в защитной среде аргона. Электродкатод поверхностно активировался углекисльпчи слоями цезия и натрия в соотношении 6:1, масса покрытия составляет 0,037 от массы проволоки.

Питание дуги осуществляли от двух 1О независимых сварочных преобразователей ПСГ-500, Скорость наппавки 40 м/ч.

Контроль параметров режима сварки производили электронными и стрелочными приборами с одновременной реги- 15 страцией электрических параметров светолучевым осцилографом Н-115. Характер переноса металла и поведение дуг фиксировалось скоростной киносъемкой. Качество шва определялось 20 визуальным осмотром и по макро-и микрошлифам.

В зону горения дуги подавался лп- гон. Между электродными проволоками поддерживали дугу косвенного дейст- 25 вия. Неактивированный электрод выполнял роль анода, а активированный— катода. Ток в неактивированном электроде устанавливали равным 260 А, что соответствует критическому току 30 в аргоне сварочной проволоки СВ06Х19-Н9Т диаметром 1,6 мм. Стабильный процесс со струйным переносом металла с активированного электрода на изделие обеспечивали дугой прямого действия, устанавливая величину тока Iq 114 А> а ток в активированном электроде 374 А. При этом наплавленный валик мелкочешуйчатый, а структура металла валика мелкозернис-40 тая.

Реализация способа при различных режимах сварки приведена в таблице, включающую исходные данные и соответственные качественные показатели. 45

Критический ток для неактивированного электрода СВ-06Х19Н9Т диаметром

1,6 мм составляет 260 А, а для активированного прямой полярности 320 А.

Как видно из таблицы, качественные швы получаются при ведении про46 4 цесса сварки на токах соответствуюпечивает снижение выгорання легирующих элементов в результате регулируемого тепловложения, улучшение условий кристаллизации благодаря струйному переносу металла и уменьшение потерь электродного металла на угар и разбрызгивание. формула и з о б р е т е н и я

Способ двухдуговой сварки в защитных газах плавящимися электродами на постоянном токе дугой прямой и обратной полярности, расположенными вдоль оси шва, один иэ которых является активированным электродом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества наплавленного металла шва путем снижения тепловложения в наплавленньп» металл и осуществление струйного переноса металг а, сварку ведут в среде аргона одновременно дугой прямого и косвенного действия от двух независимых источников питания, при этом дугу косвенного действия поддерживают между активированHblM электродом и изделием, неактивированный электрод и изделия подключают к положительным полюсам, а активированный электрод к отрицательным полюсам источников питания, токи в электродах устанавливают равными или вьппе критических, а ток дуги прямого действия выбирают из соотношения о(ТЗ Т1 1 1

"Р1

dp, — коэффициент расплавления неактивированного электрода, — коэффициент расплавления т активированного электрода;

I ток в неактивированном электроде. где щих критическим токам с электрода.

Использование способа сварки обес1310146

Оценка качества процесса и шва

4 2 3

220 318 88 18,0 13,4 Крупнокапельный перенос металла, шов крупночешуйчатый, структура наплавленного металла крупнозернистая.

13,4

16,0

260 312 52

260 374 14

16,0 11,6

16,7 12,0 Струйный перенос с обоих электродов, шов мелкочешуйчатый, структура мелкозернистая.

300 470 141

Составитель Г.Тютченкова

Техред И.Глущенко Корректор М.Шароши

Редактор А.Гулько Заказ 1851/12

Тираж 976 Подл

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

Токи

) !

Коэффициент расплавления электрода

Струйный перенос металла с анода, крупнокапельный перенос с катода. Шов крупночешуйчатый, структура наплавленного металла крупнозернистая.

Струйный перенос с обоих электродов, шов мелкочешуйчатый, структура мелкозернистая.