Способ аргонно-дуговой сварки асимметричным током неплавящимся электродом алюминия и его сплавов и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s В 23 К 9/00, 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4623661/27 (22) 21.12.88 (46) 30.11.91. Бюл. М 44 (72) Д,В.Гуков, В.А.Двинин и В,П.Нагнибеда (53) 621.791,75 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1623844, кл. В 23 К 9/10. 1988. (54) СПОСОБ АРГОНО-ДУГОВОЙ СВАРКИ

АСИММЕТРИЧНЫМ ТОКОМ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ АЛЮМИНИЯ И

ЕГО СПЛАВОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к сварке и может применяться в различных отраслях промышленности. Цель изобретения повышение качества сварных. соединений.

Сущность способа сварки заключается в том, что перед началом эксплуатации источника сварочного тока производят его настройку для работы с изделиями иэ определенного сплава различной толщины. При

Изобретение относится к сварке и может применяться в различных отраслях промышленности, Цель изобретения — повышение качества сварных соединений изделий из алюминия и его сплавов.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для аргоно-дуговой сварки; на фиг.2 — зона, обозначенная пунктирными линиями, соотношений между действующим значением 1д и постоянной составляющей сварочного тока i<. Эти значения зафиксированы с помощью подстроечного устройства при реализации способа применительно к изделиям их технического

„„Я „„16943бО А1 этом посредством подстроечного устройства за каждым из всего ряда действующих значений сварочного тока фиксируют соот. ветствующее ему значение постоянной составляющей тока. Плавным изменением ,постоянной составляющей при неизменном действующем значении сварочного тока находят по осциллограмме тока стабильный режим, близкий к возникновению пропусков полуволн тока обратной полярности. В процессе эксплуатации устанавливают требуемую для свариваемого иэделия проплавляющую способность дуги совмещенным регулированием действующего значения и постоянной составляющей сварочного тока и производят сварку. Устройство включает сварочный трансформатор со встречно-параллельными тиристорами во вторичной обмотке, возбудитель-стабилизатор дуги, набор резисторов, соединенных с многоступенчатым двухсекционным переключателем. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. алюминия АД1 различной толщины. Свариваемые кромки перед сваркой зачищены, а условия сварки следующие: скорость сварки

10 2 м/ч; электрод ЭВЛ диаметром 4 мм; внутренний диаметр сопла 15 мм; расход аргона 18-20 л/мин; длина дугового промежутка 3 1 мм. . Устройство для аргоно-дуговой сварки (фиг. 1) состоит из сварочного трансформатора 1 (типа ТД-500}, в цепи вторичной обмотки которого включены встречно-параллельные тиристоры 2 (типа Т-500) со схемами 3 управления моментом их открытия, высоковольтного импульсного возбудителястабилизатора 4 дуги (типа ВСД-01), вклю1694360

4(ъ

55 ченного последовательно в сварочную цепь, Е о импульсы синхронизированы с моментом открытия тиристоров 2 напряжением на дуговом промежутке. Дополнительное подстроечное устройство 5 включает двухсекционный многоступенчатый переключатель 6 и набор подстроечных резисторов 7 (типа Г1ПЗ-43 0 — 6,8 кОм), количество которых равно двойному числу ступеней переключателя, Параллельно дуговому промежутку подкл ачен резистор 8.

Резистор 8 (фиг.1) применен в примере конкретной реализации устройства для создания пути току, питающему схемы 3 управления тиристорами при малой проводимости дугового промежутка; поддержания тиристаров 2 в открытом состоянии до создания проводимости дугового промежутка импульсом возбудителя-стабилизатора 4 дуги. Это необходимо, так как без предварительного . открытия тиристоров 2 конструктивно исключена воэможность инжекции импульса возбудителем-стабилизатором 4 дуги, поскольку он управляется напряжением на дуговом промежутке.

При использовании схем 3 управления тиристарами с вспомсгательными тиристорами мощность непроизводительных потерь е резисторе 8 не превышает 2 Вт.

Возможна реализация устройства без резистора 8, например, при использовании схем управления тиристорами 2, питающихся ат первичного напряжения сварочного трансформатора и возбудителя-стабилизатора 4 дуги, управляемого импульсом на открытие тиристоров 2.

Для простоты понимания работы устройства в примере конкретной реализации применены наиболее простые схемы управления тиристорами 3 и простой способ управления возбудителем-стабилизатором 1 (дуговым.напряжением). При этом появляется необходимость в резисторе 8.

На фиг;1 изображены схемы управленил тиристорами 3. каждая из которых состоит иэ последовательно соединенных резистора 9 (типа МЛТ-2 2000 м) и стабилитрона 10„состоящего из трех, последовательно соединенных стабилитронов типов

Д815Е Д815Г, Д815Г (35 В), подключенных свободным анодом стабилитрона 10 к катоду тиристора 2. Свободным выводом резистор 9 подключен к аноду тиристора 2.

Конденсатор 11 (типа МБМ, 0,5 мкФ, 63 В) соединен последовательно с динистором 12 (типа КН1025, 30 В),. Свободным катодом динистор 12 связан с управляющим электродом тиристара 2, Свободным выводом конденсатор 11 лодкл;ачен к "íîäó стаби:«.èTðoHà 10.

С каждой схемой соединена секция подстроечного устройства 5 общей точкой конденсатора 11 и динистора 12, и анодом стабилитрона 10.

Каждая секция переключателя 6 с подключенными к ее контактам подстроечными резисторами 7 соединена с одной схемой 3 управления своим подвижным контактом 13 и свободными выводами подстроечных резисторов 7, Другими выводами резисторы 7 соединены с неподвижными контактами 14 переключателя б. В любом положении переключателя б со схемами управления тиристорами 3 соединены два подстроечных резистора 7, не используемых в других положениях пеоеключателл 6, каждый из которых определяет момент открытия тиристоров 2, а вместе они определяют действующее значение и постоянную составляющую сварочного тока.

Для осуществления способа перед использованием источника асимметричного тока производят его настройку при помощи подстроечного устройства и измерительных приборов — осциллографа с шунтом, включенным последовательно в сварочную цепь для контроля пропусков полуволн тока абратной полярности, амперметра магнитоэлектрической системы с шунтом в цепи сварки для измерения постоянной составляющей сварочного тока ip и амперметра электродинамической системы, специально праградуированного длл работы с трансформатором тока, магнитопровод которого имеет воздушный, зазор, исключающий насыщение ферромагнетика, для измерения переменной составляющей тока (.

Настройку производят в следующей последовательности; устанавливают переключатель 6 в левое крайнее положение; выбирают действующее значение тока !д, которое закрепляют за этим положением переключателя; включают сварочную установку, зажигают дугу на толстой ал аминиевой пластине, изменяют величины подстроечных резисторов 7, соединенных со схемами управления тиристорами е этом положении переключателл б таким. обр чтобы выполнялось равенство!д= — 1 +1о

Сварщик подбирает толщину пластин иэ алюминиевого сплава, длл которого будет производиться настройка, соответствующую проплавляющей способности дуги, и производит сварку е удобном ему режиме (с привычной скоростью сварки, длиной дуги, с использованием заданного диаметра электрода и внутреннега диаметра сопла)., При этом контролируется наличие пропускав палуволн така QG08" ной поляаностй по

1694360 осциллограмме сварочного тока. В случае их присутствия плавно изменяют величины подстроечных резисторов 7 таким образом, чтобы при неизменном действующем значении тока Ipl (т.е. сохранении равенстза

1д = 4 + Io) увеличить постоянную составляющую тока Io естественной пол. рности, т.е. обусловленной различием теплофизических свойств неплавящегося электрода и свариваемого изделия.

В случае отсутствия пропусков полуволн тока уменьшают постоянную саста -. ляющую lp и ри н еизмен ном действующем значении тока (возможно и отрицательное значение постоянной составляющей сварочного тока). Выбор продолжают до установления такой постоянной составляющей сварочного тока 4 при заданном его действующем значении!д, которая соответствует стабильному режиму, близкому к возникновению пропусков полуволн тока обратной полярности, Пропуски полуволн тока могут HB возникать в следу1ощих случаях: загрчзнение электрода,в этом случае необходимо выжечь загрязнения возбуждением дуги на угольной пластине; черезмерно малый диаметр электрода, обуславливаюший высокое силовое воздействие дуги л сильну1одефоомаци1о поверхности сварочной ванны и связанное с этим резкое ухудшение условий очистки поверхности сварочной ванны от окислов — при этом необходимо увеллчить диагиетр электрода; малое действующее значение тока при "-аданных остальных пзраметрах режима — для применения способа нужно изменить параметрьl режима, например, снизить скорость сварки; большая толщина окислов и загрязнений на поверхности свариваемого металла — для применения способа необходима малая, одинаковая толщина окислов и загрязнеHHA для изделлй различной тОлщины, чтО достигается, например, механической 05работкой свариьаемых поверхностей изгелий перед сваркой.

Затем переключатель б устанавливаюг во второе (слева) положение и аналогичным образом производят настройку для большего действующего значения тока другими подстроеч11ыми резисторами 7, соединеннь ми со схемами 3 управления Во втором положении перекл1очателя б, Таким образом настграивают, весь ряд режимов по числу ступеней переключателя.

Способ реализован при аргоно-дуговой сварк8 асимм8тричнь! м током неплавящимся электродом диаметром 4 мм изделий из технического алюминия АД1 (свариваемые поверхности которы: зачищены перед

А0

Я

50 сваркo n) п ри следую1цих условиях: скорость сварки 10+2 м/1: внутренний диаметр сопла горелки 15 мм; длина дуги 3+! Мм расход аргона 18 — 20 л!Мин. Соотношение между пос Оянной составлл1ощей и

ДЕйетВУЮЩИМ З. З OHnЕМ СааРОчНЕГО тОКа выбирается се ласно зависимости. Изображенкой на фиг.2 (зона, ограниченная пунктирными линиями), При соблюдении эти"„ условий Осциллограммы сварочного тока показывают Отсутствие пропусков полувслн тока обратной полярности, а сварные швы имеют хорошее .;ачество.

По сравнению с прототипом способ, реализованный устоойством для аргоно-дуговой сварки, позволяет повысить качество сварных соединений за счет использования режимов с максимально возможной долей тока обратной полярности, что способстэу8Т ПОВЫШ8НИЮ ПРОЧНОСТИ CBGPHblX СОЕДИНЕний. Отсутствие пропусков полуволн тока обратной погярности не вызывает колебан,1A величлны сварочного тока и разбрызгивания присадочного материала при брогках тока, вь1званных переходными процессами после пропуска полуволн тока. При этом сварщику не требуется специальных знаний и времени для настройки двух величин. Он пол.-зуется од: им сс;-,мещенн .1М р -ynqToром для выбора требуемой проплавляющей способности дуг -:.

Введение 3 способ дополнительной о и 6 р а ц и и н " . с, ". 0 Й к и и с т О ч и и к а с в э р О ч ного тî .а посре =- o:; -:oäcòpoå:Hoão устройства, прои:-. водимol один раз до эксплуатации ис1оч:-.:ик;-., экономически целесообразно, ппскол=:;! .».а сокращает оолее, чем в 4 раза ьремя установления требуемых параметоов сварочного тока, затрачиваемое мне гократ«о, и тем са2-;ым спо. собствует повышению производительности труда, обеспечивает повы пение качества сваоных соединен,.11,", Сг1особ и устройство для его Осуществления наиболее эффекгивны в заводских условиях пои раба-;е с Однотипными сплавами ал1омин м раз"!ичнсй толщины, наг1ри24ер, в злектроцехе, где ь сновном используется сварка о иновк1. из технически чистого алюминия АД1. Применение нескольких подстроечных устройств позволяет реализовать способ для сварки раз"ичных спла"oB алюминия, Форм; ла изс ;.ре гения

"., Способ аргонз-дуговой сварки асимметричным током неплавящимся электродом алюминия и его сплавов, при котором зажигают дугу, устанавливают — ðåáóåìûå

1694360 параметры сварочного тока для определенного иэделия и производят сварку на больших токах и малых скоростях, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений и облегчения эксплуатации источника сварочного тока, до использования сварочной установки определяют требуемые параметры сварочного тока для свариваемых изделий, выполненных из одного сплава и имеющих различную толщину, при этом плавно изменяют постоянную составляющую при неизменном действующем значении сварочного тока до получения стабильного режима сварки, близкого к возникновению пропусков полуволн тока обратной полярности, затем фиксируют эа каждым из действующих значений сварочного тока для определенной толщины изделия соответвтвующее ему значение постоянной составляющей тока, а при сварке устанавливают требуемые параметры сварочного тока для изделия определенной толщины совмещенным .регулированием действующего значения и постоянной составляющей сварочного тока, 2. Устройство для сварки асимметричным током неплавящимся электродом алюминия и его сплавов, состоящее из сварочногО трансформатора, в цепь вторич5 ной обмотки которого включены встречнопараллельные тиристоры со схемами управления,и высоковольтного импульсного возбудителя-стабилизатора дуги, включенного последовательно в сварочную цепь, 10 отл ича ю щееся тем,что оно снабжено подстроечным устройством, включающим двухсекционный многоступенчатый переключатель и набор подстроечных резисторов-задатчиков среднего значения тока

15 прямой и обратной полярности, количество которых равно двойному числу ступеней переключателя, причем подстроечные резисторы-эадатчики одним выводом соединены с неподвижными контактами переключате20 ля, а каждая секция переключателя с подключенными к ее контактам подстроечными резисторами-задатчиками соединена с одной из схем управления тиристорами своим подвижным контактом и общей точкой сво25 бодных выводов подстроечных резисторовзадатчиков, 1694360

13 ÀЯ

Составитель В. Ганюшин °

Редактор . асарда

И. К Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н. Король

Заказ 4116 отк ытиям и и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгор д, у . р

I\ о л.Гага ина, 101