Способ регулирования сварочного процесса

 

@A+Q. kg

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 23 К 9/10

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760289/27 (22) 20.11.89 (46) 30,11.91, Бюл. ¹ 44 (71) Омский филиал Научнр-исследовательского института технологии и организации производства двигателей (72) У.И.Бирман и А.В,дробот (53) 621,791,75-05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 903012, кл, В 23 К 9!10, 1979, (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ СВАРОЧНОГО ПРОЦЕСС (57) Изобретение относится к сварке. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения за счет повышения его технологической прочности. При выполнении начала шва производят пирометрическое сканирование зоны сварки в.направлении

Изобретение относится к сварке, а именно к способам регулирования сварочного процесса.

Известен способ регулирования сварочного процесса, при котором начальный участок сваривают беэ охлаждения, а затем на шов подают струю хладагента и перемещают ее в направлении сварки до границы сварочной ванны.

Однако известный способ не обеспечивает получение информации из зоны сварки об изменении режима, что делает невозможным его использование для получения сварных соединений с заранее заданными свойствами, Известен способ регулирования сварочного процесса, принятый в качестве прототипа, при котором производят линейное,,5U 1694362 Al поперек оси шва, измеряют временной интервал АУ1 между моментами определения граничных точек участка сканирования, определяют приращение величины температурного излучения и принимают его эа ,,установочное. Производят пирометрическое сканирование зоны вдоль оси шва, измеряют временной интервал At2 и сравнивают полученные результаты с установочными. Параметры процесса изменяют да момента превышения реэультагав второго сканирования вдоль ос шва над установочными значениями перво "o сканирования в направлении, поперечном шву. После выхода на режим сварки скани;ование в двух взаимно перпендикулярных направлениях продолжают до окончания сварки, соблюдая то же соотношение их результатов. 3 ил, пирометрическое сканирование эоны сварки на заданном участке, измеряют временные интервалы между моментами определения граничных точек участка сканирования, определяют градиент величины температурного излучения в измеренные интервалы, сравнивают укаэанный градиент с установочным и устанавливают его выше последнего, изменяя параметры сварочного процесса.

Однако известный способ не обеспечивает получения достаточной информации из зоны сварки, в частности о соотношении между тепловыми потоками в зоне роста боковых кристаллов и осевого кристаллита, что не позволяет гарантировать получение последнего и снижает качество сварки.

1694362

Цель изобретения — повышение качест-.

88 сварки, Поставленная цель достигается тем, что в способе выполнения начала сварного шва, заключающемся в линейном пирометрическом сканировании зоны сварки на заданном участке, измерении временных интервалов между моментами определения граничных точек участка сканирования, определении градиента величины температурного излучения в измеренные интервалы, сравнении указанного градиента с установочным и установке его выше последнего, изменяя параметры сварочного процесса, сканирование производят

Одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, при этом одно из направлений сканирования совмещают с

Осью швз, 3 результаты сканирования по. другому направлению принимают за установочные.

Сущность способа заключается в следующем.

Наличие ОсезОго крйсталлитз в структу ре сварного соединения позволяет резко снизить концентрацию примесей по зонам встречи боковых кристаллов и тем самым повысить технологическую прочность сварного соединения., Однако появление осевого кристаллита в структуре сварного соединения возможно при определенном соотношении между тепловыми потОкзми В зоне роста боковых кристаллов и осевого кристаллита, характеристикой величины которых является градиент температур в направлении, противоположном росту кристалла, Сканирование Одновременно в двух взаимно перпендикулярных направления;",, когда одно из направлений сканирования совмещают с осью швз, а результаты сканирования по другому направлению принимают эа установочные, позволяет определить градиенты величин температурного излучения одновременно по направлению роста боковых кристаллов и по направлению роста осевого кристаллита, их соотношение между собой и в процессе выполнения начала сварного шва обеспечить выход на устойчивый режим формирования осевого кристаллита, На фиг.1 изображена сварочная ванна," на фиг.2 — график изменения температуры вдоль оси шва; на фиг.3 — рафик изменения температуры s направлении, перпендикулярном оси шва, Способ осуществляется следующим образом.

Собирают свариваемые детали, Возбуждают сварочную дугу и выполняют нача5

10 ло шва, при этом производят пирометри ческое сканирование эоны 1 сварки на заданных участках 2 и 3 сканирования, Сканирование производят одновременно с равными скоростями в двух взаимно перпендикулярных направлениях, одно иэ которых t — совмещают с осью 4 шва, а второе

1Н! располагают поперек оси шва, Участок сканирования получают, выбирая его граничные точки Т1 и Tz так, чтобы участок сканирования включал интервл температур кристаллизации материала свариваемых деталей, В процессе пирометрического сканирования измеряют временные интервалы 611 и Л Тр между моментами определения граничных точек участков 2 и 3 сканирования, Определяют приращения величины температурного излучения в иэмеоенные временные интервалЫ ЛТ1 и 612.

Приращение величины температурного излучения поперек оси шва на участке II — It принимают эа установочное. Установочное значение определяет минимально допустимое значение приращения температурного

55 излучения вдоль оси шва на участке 3 сканирования, необходимое для возникновения кристаллизации вдоль оси шва, Поиращение величины температурного излучения, измеренное вдоль оси шва на участке 3, сравнивают с установочным значением на участке 2. изменяя параметры сварочного процесса, например, интенсивность Охлаждения в зоне сварки по оси сварного шва, и выходят на режим сварки, обеспечивающий рост кристаллита вдоль оси шва, После выхода на режим сварки сканирование в двух взаимно перпендикулярных направлениях продолжают до окончания выполнения всего шва для корректировки режима при возникновении технолоческих возмущений.

Предлагаемый способ реализуется с помощью устройства для автоматического пирометрического сканирования зоны сварки, выполненного на базе стандартных элементов и позволяющего вести сканирование одновременно в двух направлениях, Производится сварка с принудительным охлаждением одной струей вдоль Оси шва образцов из сплава 3И-703 толщиной

1,5 мм на скорости 8,32 мм/с и токе сварки

95 A. Сварка начального участка производится без охлаждения. Длина начального участка сварки равна расстоянию от электрода до струи и при проведении экспериментов равняется 12 мм, Затем на шов подается струя хладагента, которую начинают перемещать по направлению сварки, 1694362

В процессе выполнения начала сварного шва осуществляют пирометрическое сканирование сварочной ванны в зоне сварного соединения в двух взаимно перпендикулярных направлениях — одно совпадает с осью шва, другое совпадает с vаправлением перпендикуляра к оси шва. Участок пирометрического сканирования задают граничными точками 1300 и 1600О, Рсзультаты сканирования по направлению перпендикуляра к оси шва дают установочное значение градиента температурного излучения, которое на заданном участке сканирования 1300 — 1600ОC заключается в интервале 80 — 95 С/с. Результаты сканирования вдоль оси сварного шва, до подачи струи хладагента, позволяет определить начальное значение градиента, которое равняется 25 — 30 С/с. Значение градиента температурного излучения изменяют в процессе выполнения начала сварного шва, приближая струю хладагента к электроду и соответственно к границе сварочной ванны до достижения значения 97 — 110 С/с, т.е, превышающего его установочное значение, После сварки на указанном режиме производят изготовление шлифов на исследования макроструктуры сварного шва и устанавливают присутствие осевой кристаллизациии.

Для проверки других режимов начала выполнения сварного шва градиент температурного излучения вдоль оси шва доводят до значения 65 — 78ОС/с, меньшего установочного, и до значения 80 — 94ОС/с, равного установочному, Исследование макроструктуры сварного шва, полученного по первому режиму, показывает отсутствие осевой кристаллизации, а по второму — наличие неустойчивой

5 осевой кристаллизации.

Сравнение полученных результатов исследований подтверждает эффективность предлагаемого с особа выполнения начала сварного шва, 10 . Применение предлагаемого способа позволяет в процессе выполнения начала сварного шва установить режим сварки, обеспечивающий получение направленной вдоль оси шва кристаллизации, и за счет

15 этого повысить качество сварки.

Формула изобретения

Способ регулирования сварочного процесса, при котором методом пирометрического сканирования зоны сварки измеряют

20 временные интервалы между моментами определения граничных точек участка сканирования, определяют приращение величины температурного излучения в измеренных интервалах, а параметры про25 цесса изменяют по результатам сканирования, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет повышения технологической прочности, сканирование производят одновре30 менно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причимая одно из направлений поперек шва, а второе — вдоль шва оси, при этом результаты сканирования поперек оси шва принимают за установочные, а па35 раметры процесса изменяют до момента превышения результатов сканирования вдоль оси шва над установочными.

1694362

Составитель В. Шефель

Техред M. Моргентал

Корректор Н. Король

Редактор И, Касарда

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

Заказ 4116 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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