Способ сварки дугой, вращающейся в магнитном поле

 

Изобретение относится к дуговой сварке, в частности к способам сварки с нагревом дугой, вращающейся между торцами свариваемых деталей, и может быть использовано преимущественно в производстве сварных конструкций из толстостенных труб. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений толстостенных труб путем исключения коротких замыканий дугового промежутка на стадии нагрева. Способ сварки состоит в обеспечении равномерного зазора между торцами свариваемых деталей в процессе предварительного нагрева. При падении напряжения дуги до 0,88-0,9 от установившегося напряжения дуги в начальный период нагрева производят кратковременное повышение тока дуги. Способ позволяет повысить качество сварных соединений за счет уменьшения окисных включений. 2 ил.

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) Ц11 4 В 23 К 9/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4327249/31-27 (22) 11.11.87 (46) 30.06. 89. Бюл. Р 24 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона (72) С.И. Кучук — Яценко, В.Ю.Игнатенко, В. E.Þìàòoâ, M. В.Богорский, И. К. Голомовзюк и В. Г. Кривенко (53) 621 . 79 1 . 75. 034 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1050829, кл. В 23 К 9/08,06.04.82.

Авторское свидетельство СССР

Р 1366334, кл. B 23 I< 9/08,18.07.86. (54) СПОСОБ СВАР КИ ДУ ГОЙ, ВРАЦАЮЩЕЙСЯ В 11АГНИТНО1"1 ПОЛЕ (57) Изобретение относится к дуговой сварке, в частности к способам сварки

Изобретение относится к дуговой сварке, в частности к способам сварки с нагревом дугой, вращающейся между торцами свариваемых деталей, и может быть использовано преимущественно в производстве сварных конструкций из толстостенных труб °

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений толстостенных труб путем исключения коротких замыканий дугового промежутка на стадии нагрева.

На фиг.1 показан график изменения тока сварки, напряжения дуги и перемещения во времени одной из свариваемых деталей; на фиг.2 — схема устройства для осуществления способа.

Способ сварки состоит в получении равномерного зазора между свариваемы2 с на гре вом дугой, вращающей ся между торцами свариваемых деталей, и может быть использовано преимущественно в произвоДстве сварных конструкций из толстостенных труб путем исключения коротких замыканий дугового промежутка на стадии нагрева. Способ сварки состоит в обеспечении равномерного . зазора между торцами свариваемых деталей в процессе предварительного нагрева, При падении напряжения дуги до 0,88-0,9 от установившегося напряжения дуги в начальный период нагрева производят кратковременное повышение тока дуги. Способ позволяет повысить качество сварных соединений за счет уменьшения окисных включений. 2 ил. ми торцами деталей в процессе предварительного нагрева и исключения коротких замыканий, приводящих к вырывам и резким снижениям частоты вращения дуги. Зто достигается в процессе предварительного нагрева.

Экспериментально установлено, что напряжение дуги в процессе нагрева (к его концу) до появления жидкого металла на торцах падает. Зта величина падения напряжения составляет 10127 от установившегося напряжения дуги в начальный период нагрева (фиг.1), т.е. равна 0,88-0,9 начального напряжения дуги.

Если по достижении нижнего предела напряжения не повысить ток нагрева, то через короткий промежуток времени

Формул а

I 3

148993 произойдет плавление торца и возникнет жидкая перемычка в дуговом зазоре.

В этот момент надо установить повьппенное значение тока нагрева для предотвращения короткого замыкания зазора. Повьппение тока нагрева при значениях напряжения дуги менее оптимальной (0,108) приводит к ухудшению термического КПД процесса, так как проис-10 ходит выброс тепла (в виде брызг) из зазора и к более частым переключениям процесса нагрева на повьппенное значение тока нагрева, а значит к перерасходу электрической энергии. При повы" 15 шении тока нагрева в, момент падения напряжения дуги более чем О,120п процесс проходит с частыми короткими замыканиями, ухудшающими качество соединений. 20

По достижении необходимой зоны нагрева на заключительной стадии сварки производится резкое кратковременное повышение сварочного тока и осадка свариваемых труб. Сварку можно произ- 25 водить от одного источника необходи— мой мощности.

Свариваемые детали 1 и 2 с помощью зажимов 3 и 4 устанавливают соосно с зазором между торцами, 30

Зажимы 3 и 4 подключены к соответствующим полюсам источника 5 питания

{BgY-1201), который с помощью контактов реле 6 может переключаться с одного значения тока на другое. Измене- 35 ние напряжения дуги фиксируют датчиком 7. Для обеспечения перемещения дуги по замкнутому контуру торцов деталей в непосредственной близости к свариваемому стыку размещены электро- 40 магнитные катушки 8 и 9, подключенные, к источнику 10 питания.

Для сварки применяли отрезки стальных труб иэ Ст. 20 диаметром

80 мм с толщиной стенки 8 мм без ско- 45 сов торцов. Трубы 1 и 2 устанавливали с зазором 3 мм и в процессе нагрева не перемещали. Электромапкитные катушки соединяли параллельно и питали от источника постоянного тока ВДУ-504 током 85 А.

В зазоре труб плавной перемычкой возбуждали дугу, которая при взаимодействии с магнитным полем в зазоре начинает вращаться. Ток дуги в установившийся период нагрева (через 19 а

2 с) составляет 300 А, а напряжение цуги 32 В.

В процессе нагрева напряжение дуги снижается и через 10 с составляет

28,8 В. Изменение напряжения дуги фиксировали датчиком 7, связанным с реле 6, который переключает источник на установленное (500 А) значение тока. Под действием этого тока с торцов нагреваемых поверхностей происходил выброс слоя нагретого металла.

Через 0,5 с ток источника устанавливали 300 А. При этом напряжение дуги восстанавливалось и составляло 32 В.

В таком цикле детали нагревали в течение 25 с. Источник за это время переключали 5 раэ, За этот период наврева свариваемые трубы прогрелись на необходимую глубину с равномерной зоной. По окончании нагрева (череэ 25 с) величину тока устанавливали 1400 А в течение 0,2 с и производили осадку на величину 9 мм. Скорость осадки составляла 150 мм/с, По окончании осадки отключали сварочный ток и питание магнитных катушек.

По сравнению с базовым объектом, за который принят прототип, предлагаемый способ сварки позволяет повысить качество связанных соединений за счет уменьшения окисных включений и снизить процент бракуемых стыков до 37 из годового объема свариваемых стыков ° изобретения

Способ сварки дугой, вращающейся в магнитном поле, при котором сначала проводят предварительный подогрев кромок соединяемых деталей с кратковременными повышениями тока нагрева, а затем нагревают свариваемые кромки током сварки с последующей осадкой, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества сварных соединений толстостенных труб путем исключения коротких замыканий на стадии нагрева, величину тока нагрева повышают в моменты, когда напряжение вращающейся дуги составляет 0,88-0,9 от величины напряжения, установившегося в начальный период нагрева.

1489939.фив. 2

Составитель П.Пенчук

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 3621/18

Тираж 894

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101