Способ дуговой сварки
Использование: сварка в углекислом газе конструкций из стали средних толщин со швами, расположенными во всех пространственных положениях. Сущность изобретения: питание сварочной дуги осуществляют от источника, имеющего в диапазоне рабочих режимов сварки крутопадающую внешнюю характеристикугПри повышении напряжения дуги на величину 15-20% выше заданного рабочего напряжения питание дуги осуществляют на пологопадающей или жесткой внешней характеристике. Повышение стабильности процесса сварки и качества швов и снижение разбрызгивания достигается за счет ограничения увеличения длины дуги путем Ограничения напряжения с помощью перехода на питание дуги от источника с пологопадающей или жесткой внешней характеристикой. 1 ил., 2 табл.
„„ „, 1756061 А1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСГ|УБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
Г|О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (5т)5 В 23 К 9/173
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 -:::. :,;: - : .:::-;.:- .:.: 2 (22) 19.07.90: - ..:.::.,;: :;:::-- ::::. . ственных положениях,:Сущность изобрете(46).23,08.92. Бюл, N 31 .." .: .: ния: питание caàðî÷íîé дуги осуществляют (75) А.Г.Потапьевский, В.И,Худяков и " от источника, имеющего в диапазоне рабоО.П,Гейдерих : . :, ... :. "чих режимов сваркй крутопадающую внеш(56) Заруба И.И, идр, Сварка в углекислом " нюю характерйстйку; При йовыШении " газе. — К„Технике, 1966. с.27-35..::: :::: напряжения дуги íà величину 15-20;(, выше
ЗарубаИ,И.Особенностиприменяемых: заданного рабочего напряжения йитание способов ограничения тока короткого замы-"-: " дугй осуществляют на пологопадающей или канья при сварке в С02. — АвтоматичЕская "" . жесткой внешней характеристике. Повыше- .
Авторское свидетельство СССР :,",, ":: ва швов и снижение разбрызгивания
hL 1148741, кл. В 23 К9/16, 1978.. ::., .-.;::::: " достигается за Счет ограничения увеличе-. ния длийы дуги путем Ограйичения напря(54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ . " ::. :::. :--:,. : жения c"помощью перехода на питание. дуги (57) Исйользование: сварка в углекйслом га=., . от источника:с пологопадающей или жестзе конструкций из стали средних толщин со кой внешней характеристикой. 1 ил., 2 табл. З
Изобретение относится к дуговой свар - :-" .ги осуществляют от источника с крутопадаке металлов плавящимся электродом и - ющей внешней характеристикой; Этот пропредназначено, вчастности, для сварки кон-: : цесс отличается несколько меньшйм струкций из стали средних толщин со шва-" разбрызгиванием. - ::-,, . -. ми, расйоложенными . во всех :.. Однакодиапазоны режимовтакойсварпространственных положениях.:-:::;:.: " - xvi узки. Кроме того,"высокое напряжение О»
Известен способ дуговой сварки в СОф;: холостого хода приводит к частым оплавле- С при котором дугу питают от источййка с::: ниям токоподводов горелки и вынужденным 0» пологопадающей или жесткой внешней ха- : остановкам сварки; ". ... -::; .-: —; ь | рактеристикой. Этот способ получил. очень: Известен способ дуговой сварки плавя- широкае применение во всех странах.: . щимся электродом в СО2, при котором питаОднаконедостаткамиспособаявляются ние дугй осуществляют" от источника с повышенное разбрызгивайие и недостаточ-: . комбинированной внешней характеристино хорошее формирование шва в диапазоне кой падающей в диапазоне рабочих токов и средних и .больших токов и использоваййи напряжений и пологападающей в диапазопроволок диаметром 1,6 мм и более, когда не низких напряжений и повышенных топроцесс протекает с редкими короткими за- ков. Существенное улучшение процесса мыканиями или без коротких замыканий. сварки в СО2 и качества швов достигается в
Известен способ дуговой сварки плавя- дйапазоне малых и средних токов при веде- . щимся электродом, при котором питаниеду- . нии сварки с короткими замыканиями. Это
3 1756061 4 обусловлено прежде всего сравнительно напряжений, на 15-20% превышающих ранебольшими значениями напряжения холо- бочее напряжение сварки и пологопадаю стого хода, при которых разрывная длина щую или. жесткую и ри нгапряжениях, дуги меньше вылета электрода, и при оста- превышающих рабочее напряжение сварки новках подачи проволоки не происх<одит on- 5 на 15-20%, лавление токопровода сварочной горелки, . На чертеже йривтедена внешгх няя харакПри сварке на больших токах для улучшения теристика источйика, необходимого для процесса требуются большие наклоны получения предлагаемого процесса ceàðêè. внешней хагракотсеристйки, В настоящее вре- . Начало сварки выполняют йутем коротмя это достигается за счет высоких напря-, 10 кого замыкания электрода с изднелйемт одно - жений холостого хода источника питания. " "ro èéизавсестйь1хспособов. Послеэажигания
При таких"напрянженияхх холостдого Рода дуга дуги" и достижения заданнймг режимом знарастягивается настолько, что оплавляет то- чений напряжения сварки и тока сварки накопровод и выводит из строя сварочн<ую ro- :: чинается стабильное течкейие процесса релку,: ..:- -: . ::: .. 15 сварки. Обычнтые колебания напряжения дуТаким образом; на сегодня отсутствует . ги на величину до .+1т0%, всегда имеющие способ сварки, обеспечивающий улучшение . Meñòî при-Сварке, пнрмвопдят к изменениям, сварки в СО2 на средних и бохльшихи такагх, величины, тока (угй, Однгако при "питании
НаИбОЛЕЕ бЛИЗКИМ ВгПрЕдЛбатГабвтМ<О<МхугяВ - . МЕНЬШЕ ЧЕМи ПрИ ПИтаНИИ дуГИ На ПаЛОГОПга-"", ЛяЕтСя СПОСОб СВарКИ, nðÈ КОтОрсОМ ПИтаНИЕ . даЮщЕйВНЕШНЕй ХараКтЕрИгСтбйсКнЕ, а ИЗМЕН дуги осуществляют на-крутопадающей ;- ния длиньг дутгиг большие; Это уменьшает
Недостатком этого процесса; выполня- 25 рнкаэгобрхызтгйвачйи<е, улуЧшает формирование. емого.на средних и больших токах," является: шва, Шов формхиркуетСя большей ширины с н<едостаточйая степень саморегулирования - ., " более мелкой чешуйчатостчьюи более плав-,, . дуги, в результате чего наблюдаются-значи -," : . йЯмб "пефех<однгым"к основному - металлу, тельностьх к воздействию BHeLUHHx и 30 c83pK/j с хбольщимй гск6р
СВарКу С ГЛубОКОй-И уЗКОй раэдЕЛхКОй гКрбОМОК;- - :"":йа ПОЛОГОПадаащрЕй ИЛИ жЕСтКОй ВНЕШНЕЙ наблюдается значитнельное разбрьтзгива-"35. характеристике. Блатгодаря этому предуп-. ние электРодногО металла. ПРи ОкОнчхахйий ":РЕЖдаетСЯ интенсивноге оплавлЕниЕ дУгой
" СВарКИ И СЛуЧайНЫХ OCTBHOBOk Э<ЛбЕКтс"рОдНО<й ЭЛнЕхКтраОдач, а ЗаЧаетутЮ тИ :тОКОПнрсОВОда ГОРЕЛпроволоки зачагстую оплавляется" тоКОпро-, " ки. Переход на питание на пологопадающую вод сварочной горелки, Последнее вызвано характеристику привчодгит к резкому умень высоким йайряженйем "холостого хонда ис- 40 шению тока дуги до значения! <> и замедлетчочни<ков читания с крутойадающей внеш- нию тойлавленйя электрода. Поскольку ней характеристикой, ..::,.: -,::.;-,;:" .:- --:::::::. ., -: . электрод подае "гся к изделию с неизменной
Целью изобретения является повыше- скоростью, то проистхбодит уменьшение длиние стабильности проца еисчсга"-ги" к<анчбества ны дуги, сйижение напряжения и увелйчеЙвов;атакже увеличение производительно- 45 we тока дуги. При снижении напряжения сти, уменьшеййе разбрызгивания и облегче- .:: ниже U« = (1,15-1,2)U< питание дуги снова ния.труда сварщиков,.:..-.: .:- :.. " : - осуществляют на крутопадающей внешней
Поставленная цель достигается тем, что " характеристике. Напряжение дуги достигапри повышении напряжения дуги на 15- ет рабочего значения U<;q, а ток увеличива20% вйшезаданногорабочегозначения пи- 50 ется "до ""значения f Способ осхущестхвлсягется Следующим об- ет отрицательное воздействие магнитног<, разом ;:: .,:. ..: :: - -:::::-:::: =":-- "::-"- . дутья, предупреждает оплавление токопро Плавящийся электрод и изделие под- 55 вода и выход из строя сварочной горелки. ключают к клеммам источника питания,, Зри ведении сваркис короткимиэамыймегющегго комбинированную внешнюю ха- каниями напряжение сварки берут таким, рактеристику — крутопадающую в диапазо- чтобы длина дуги была равна 1 -2 диаметра на рабОчих напраяхжхгений саар и и ааактрода и при коратких ааииканикх дуги 1756061 5 6 скорости нарастания тока короткого замы- соединений стали ВМСТ-3. Швы, выполненкания увеличивают до значений 100-200 ные на указанных режимах, без дефектов. кА/с. Начало и течение процесса сварки имели плавные очертанйя и мелкочешуйчааналогичны описанному.: -: -:. :. тую поверхность, Разбрызгивание не преПри мере горения дуги и оплавления 5 вышало 4-6% электрода на торце формируется капля жид- - Результаты обработки экспериментов кого металла, приподнимается дугой. Дуга;. при предельных значениях параметров пригорящая на крутопадающей ветви внешней .: ведены в табл.2. В опытах 1 — 9 сварка выполхарактеристики, легко растягивается-и сме-- " : нялась от выпрямителя с кЯопмлбинированной щается, расширяя участок нагрева иэделия; 10 внешней характеристикой U< = К1 и сооТчто увеличивает ширину шва и улучшает ветственно = — /, коэф ициент наформирование валика, Колебания. Капли на . IH электроде невелики так как изменения на- клона крутопада1ощей ветви К = -0,25 В/А: пряжения не вызывают больших бросков коэффициентнаклона пологопадающейветтока. Это обеспечивает уменьшение раз- 15 ви К = -0,02 В/A. Использовали проволоку" брызгивания, При увеличении напряжейия":, св-08Г2С диаметром 1,6 мм по ГОСТУ 2246выше значений (1,15-1,20)Ос, при которйх: . 70 без очистки всостояййи поставки, покрывозможны интенсивное оплавление элект-" тую смазкой и специально очищенную рода и обрывы дуги, питаниедуги переводят", механическим-путем. Для защиты испольэона пологопадающую или жесткую внешннююн 20 вали СО2 bio ГОСТУ 5080-76. Расход С02 10 характвристику, Уменьшение тока, проис-"... n/ìèí. Наплавлялись валики в нижнем полоходящее при этом, уменьшает оплавлехнитяет "" жении на сталь ВМСТ-3 толщийой 10 мм, на электрода и приводит к уменьшению длины токе 300 А напряжение сварки Uc> = 28 В, дуги и восстановлению заданного рабочего: вылет электрода 20мм, полярность обратная. значения напряжения дуги. Благодаря это-. 25 " B ойыте 10 сварка велась от источника му повышается стабильность процесса, llo- . с крутопадающей вйешнетй характеристи степенно размеры клапли увеличиваются. "" кой с наклоном К = -0,25 В/А; в опыте 11 когда они превысят длину дуги, наступает : сварка велась от выпрямителя с полагопакороткое замыкание разрядного промежу1- -- дающей внешней характеристикой и наклока. В этот момент прийудительно увеличи- 30 ном К = -0,02 B/À. вают скорость нарастанйя тока короткогО ", .— Данные киносьемки камерой СКС 1У со замыкания в цепи до значений 100 — 200 :. скоростью 500 кадров в cexунду показали, кА/с. Этонеобходимодля быстрогоперехо-: что при крутопадающей внешней характеда капли в ванну под действием электроди- ; ристике (опыт 10), а также при комбиниронамических сил и поддержания стабильный 35 ванной внешней характеристике при 0п = процесса сварки, В конце перехода крепли в:, 1,30О,В после каждого короткого замыкания ванну жидкая шейка между каплей и элект- при переходе капли в шов загорается дуга, родом перегорает. В этот момент зажигает- оплавляет электрод и обрывается, При переся дуга и весь цикл процесса, повторяется," ходе. на пологопадая ющуй) внешнюю харакУвеличение скорости нарастания необходи- 40 теристику при U = 1,250 примерно после мо только в случае, еслй источник питайитя " 3-4 коротких замыканий дуга оплавляет на участке крутопадающей внешней харак- " электрод и обрывается. После обрыва дуги теристике обеспечивает скорости нэраста-:: . процесс восстанавливается после короткония тока короткого замь1кания менее гр замыкания электрода с ванной, при кото100 — 200кА/c(ïðèиспользовании проволок" 45 рой наблюдается взрыв, приводящий к диаметром 0,8-1,4 мм)....: . : расплескиванию ванны и выбросу жидкого В качестве примера практической рев- : металла s виде брызг, При значении U> <лизации предлагаемого способа .сварки-. 1,200 дуга не оплавляет электрод и"не можно указать на применение его для свар- обрывается. Наличие загрязнений на поверки в СОг сталей средних толщин в нижнем 50 хности проволоки приводит к увеличению положении. Сварка производилась прово-- длины дуги. В этих случаях характеристика локой св-08Г2С по ГОСТУ 2246- 0 с защитой прбцесса сварки прй UÄ = 1,15U(g оказались дуги газообразной двуокисью Углерода по весьма близкими к процессу, реализуемому ГОСТУ 8050-76. Сварка выполнялась полу- при U, =1,20U<>. Исходя иэ того, чторазличавтоматомтипа ПДГ-508с питаниемдуги от 55 ные заводы, изготавливающие проволоку опытного выпрямителя, обеспечиваЮщего св-08Г2С по ГОСТУ 2246-70 применяют раэполучение комбинированной внешней ха- личные покрытия, а оценки роли покрытия рактеристики в диапазоне до 500 А, ГОСТ 2246-70 не оговаривается, предлагаВ табл,1 приведены режимы опытных ется значения напряжения U,= брать в пресварок на ооратнои полярности тавровых. 7 1756061 8 делах Un = (1;15-1,20)Uce. Данные кино- рактеристикой, Предлагаемый способ обессъемки показали, что при значениях Uo > печивает повышение скоростей сварки в (1,20)0св имеет место спонтанное оплав- 1,5-2 раза, разбрызгивание уменьшается ление электрода до обрыва дуги, т.е. име- примерно в 2 раза, улучшается внешний вид ет место качественное скачкообразное 5 швов, облегчается труд сварщиков и их изменение характера течения процесса утомляемость, так как при новом процессе сварки, следствием которого является суще- дуга более мягкая и эластичная. Снижение ственное ухудшение технологических ха- потерь на разбрызгивание обеспечивает рактеристик процесса сварки, что снижение расходов на очистку изделий поподтверждено данными анализа опытов, IO сле сварки, а также экономию электродной приведенных в табл,2, :: проволоки, газа и электроэнергии, Таким образом,"ведение процесса предлагаемым способом с изменением наклона Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я внешней характеристики от крутопадаю- . Способ дуговой сварки-плавящимся щей к палогопадающей или жесткой при 15 электродом, при котором питание сварочнапряжениях U> = (1,15 — 2,20)0св обеспечи- ной дуги осуществляют от источника, имеювает существенное улучшение технологиче- щего в диапазоне рабочих режимов сварки ских характеристик процесса сварки, а крутопадающую внешнюю характеристику, именно повышает стабильность проц»есса, о т л и ч "а"ю шийся тем, что, с целью уменьшаетразбрызгиваниеиулучшаетфор- 20 повышения стабильности процесса и качемушва, что позволяет вести сварку на более ства швов, а также увеличения проиэводивысоких, чем обычно скоростях, тельности снижения разбрызгивания и Предлагаемый способ дуговой сварки облегчения труда сварщиков путем ограниможет заменить в производстве обычную чения самопроизвольного увеличения длисварку e COz проволокой св-08Г2С по ГОСТУ 25 ны дуги, при повышении напряжения дуги 2246-70, вь(полняемую в нижнем положении на величину от 15 до 20 выше заданного от серийновыпускаемых выпрямителей ти- рабочего напряжения питание дуги осущепа ВС-ЗООБ, ВС-632, ВЛУ-505, ВДУ-506 с .- ствляют на пологопадающей или жесткой жесткой и пологопадающей внешней ха- внешней характеристике. Табл ица1 Табл ица г Технические характеристики Опы Ко: ффициент К в зависимости Utl K Uc5 Состоя н ие проволоки » Число выплесЧешуйчатость Число обры- вов дуги 10 с Разбрыз" гивание, Ф Число КЗ ду" ги при сварке кзус Число КЗ в начале сварки Ширина шва," . им поверх ности ков краевых на 100, валика ««»» 10 Нет 1 1,05 г 1,10 3 1,15 4 1,15 5 1,20 6 1,20 7 1,25 8 1,25 22 Нет 6-7 Не очищен. 1-2 Нет l l« t2 20 Нет 5-5,5 5 б «lt» 13-14 .13 14-15 Нет «ll» Очищен. Не очищен. Очищен. Не очищен. Очищен. 21,н» 19 Нет «бВ» Нет Нет Крупи. 15-16 б 10 1 766061 -ПРодолгжение, табл,2 е е е Е» е««е»««е«»»» ° е«» «« е ет« ° ел: е Е Технические ха ра кте рис тики 1состо яние проволоки Опы Коэффициент К в зав исимости - «»Г е е е» е««е« » «ееге» Л ь ее» ге еее е Газ брызгива ние, Ширина шва, . мм Число КЗ в на» )л Л. чале, с аркнс » ее » «»ее»»»е «е и Ме т«ее»» мал,» е ««»тйе ееее««е 6 -7 1гз-,5 15-17 15- 17 8-1Î ь -14-15:14 15 - 8 16 23:". Нет. . . 9-11 .. 8-"9" : Hei " Иелкот- : . ",: -";- .: -:::- Чешуйч. г «««««»«« ««» t г" гол . ХЩ ., Г Составитель А.Потапьетвскийг ": ":.: Техгрвдг M,Ìîðгентал, Корректор М.Ткач Редактор Д; Мотьгль Заказ 3047 .: ..: ... Тираж . :: .: Подписное ВНИИПИ. Государственного комитета по йзобретениям и открйтиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Лроизаодстаанно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород; ул. Гагарина, 101,, " ; 9 1, 30г :."., Не очицен. "4-,5 10 "Крдутопа. -..., р .SiX" 11;;, .100 В" . He огчйцегн" . " . 4-5 11 Полого "лада ащ г 6> 348" Не очищен. : ":2-3 Число КЗ дуги. 1три се арке КЗ/C Число обрывОвг: дуги 10 с Число ,вьзлнле сков крае вьз)с на 100, Чешуй- чатость nosepx" ности; валика
