Способ дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов

 

Использование: в различных отраслях промышленности при изготовлении сварных конструкций из сталей и различных сплавов с применением дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов . Сущность способа: в способе дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов подачу газа осуществляют с периодически изменяющимся давлением. Максимальное давление защитного газа и время.его подачи не превышает минимального давления и времени его подачи более, чем в 5 раз. При этом период изменения давления устанавливают в интервале От 0,5 до 5,0 Гц. 1 ил., 1 табл.:

„„ЯЦ „„1757816 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 К 9/173

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ

Изобретение относится к области сва- Однако использование ймпульсного тарочного производства и может использо- ка.не позволяет подавить влияние выделеваться в различных отраслях ния.газов при металлургических реакциях в промышленности при изготовлении свар- " жйдком металле, а также реактивные силы ных конструкций из сталей и различных испарения металла и диссоциации газа, высплавовс применением дуговой сварки пла- . талкивающие капли за пределы сварочной вящимся электродом в среде защитных га- ванны. зов. Также известен способ сварки плавящимся электродов в защитном газе, при ко-.

Одной из проблем, возникающих при тором для управления процессом переноса сварке плавящимся электродом в среде за-" электродного металла в сварочную ванну щитных газов, является разбрызгивание, подачу газа в горелку осуществляют с перикоторым сопровождается перенос элект- одически изменяющимся давлением. родного металла в дуге.

Известенспособдуговойсварки плавя- Однако данный способ не позволяет щимся электродом, позволяющий умейь- . учитывать кинетическую энергию плазменшить разбрызгивание за счет - " ного потока, которая возрастает при испринудительного управления переносом "" . пользовании импульсов повышЕнного электродного металла импульсами свароч-- . давления газа и ведет к выбросу капель из ного тока, сварочной ванны. (21) 4903427/08 (22) 22.01.91 (46) 30.08.92. 6юл. %32 (71) Научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) О.M.Íîâèêîâ. В.И;Кулик, B.О.Токарев, IO.Ë.ßðîâèíñêèé, В.П.Морочко, О.Е.Островский, H.С,Барабохин и В.И.Астахин (56) Заявка Японии

М 58-196169, кл. В 23 К 9/09, 1983.

Патент ГДР

Q 147330, кл. В 23 К 9/16, 1981. (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ

2 (57) Использование . в различных отраслях промышленности при изготовлении сварных конструкций из сталей и различных сплавов с применением дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Сущность способа: в способе дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов подачу газа осуществляют с периодически изменяющимся давлением.

Максимальное давление защитного газа и время,его подачи не превыШает минимального давления и времени ег0 подачи более, чем в 5 раз. При этом период изменения давления устанавливают в йнтервале от 0,5 до 5,0 Гц. 1 ил., 1 табл.

1757816

Целью изфбретения является сокращение разбрызгивания при дуговой сварке плавящихся электродом в защитных газах путем управления переносом электродного металла и уменьшения выброса капель из сварочной ванны.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, при. котором подачу газа осуществляют с периодически изменяющимся давлением, максимальное давление защитного газа и время его подачи не превышает минимальное давление и время его подачи более, чем в 5 раз; при этом период изменения давления устанавливают в интервале от

0,5 до 5,0 Гц.

Проведенные патентные исследования не выявили решений с признаками, сходными с отличительными признаками заявляемого способа сварки, на основании чего был сделан вывод об их существенных отличиях.

Сущность изобретения поясняется «ертежом, где изображена циклограмма изменения давленйя защитного газа в процессе сварки.

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе дуговой сварки плавящимся электродом осуществляется подача защитного газа с периодическим изменением давления. При этом при сварке может использоваться как один газ, так и смесь газов. Минимальное давление газа Pml выбирается, исходя из необходимости получения на выходе из сопла горелки расхода газа, достаточного для обеспечения надежной заЩиты зоны гоРениЯ ДУги. Pmln зависит от марки свариваемого материала, режимов . сварки и сопротивления газовых коммуникаций. После подачи газа с давлением Pmln в течение времени tmin давление в газовой системе с помощью специального устройства повышается до Pmax и газ под этим давлением подается в течение времени свах.

После этого такой цикл повторяется в течение всего процесса сварки с частотой Тп, изменяющейся винтервале от 0,,5 до 5,0 Гц.

Периодическое изменение давления защитного газа ведет к пульсирующему изме-. нению энергетических характеристик дуги, давления газов и паров металла в дуговом промежутке, что предотвращает крупнокапельный перенос электродного металла, и, тем самым, сокращает разбрызгивание.

Максимальное давление газа Pmax не должно превышать Pmln более чем в 5 раз.

При превышении указанного соотношения

Pmln u Pmax МаССа И СКОРОСТЬ ПатОКа ПЛаЗМЫ, проходящей через дуговой промежуток достигают критических значений для данного режима. Это приводит к увеличению силы

5 воздействия плазменного потока на капли электродного металла и выбросу капель из сварочной ванны. Кроме того это ведет к нарушению защиты от окисления и ухудшению формирования шва.

10 Изменяя соотношение длительности

tmln И ВОЗМОЖНО tmax, 803MO>KHO HGATPBJlM30-. вать реактивные силы, возникающие при выделении газов из сварочной ванны, при испарении металла и диссоциации защит15 ного газа, нарушающие перенос электродного металла.

1max

Однако при > 5 нарушается пуль%min сирующее воздействие изменяющегося

20 давления на процессы, проходящие в дуговом промежутке и перенос электродного металла протекает нестабил-ьно.

Процессы, проходящие в дуговом промежутке; также зависят от длительности пе25 риода изменения давления. Так, при Tn < 0,5

Гц не удается добиться стабильного мелкокапельнога переноса электродного металла, а при Тп > 5 Гц, в силу инерционности процессов, невозможно получить пульсиру80 ющее изменение характеристик дуги, достаточное для влияния на размеры капель электродного металла и управление их пе реносом в сварочную ванну.

Пример осуществления способа, 35 Проводили сварку образцов из стали

08КП в среде СО2 проволокой Св-08Г2С диаметром 1,2 мм на токе 180 — 200 А. В качестве оборудования использовали . полуавтомат А-547. Давление газа замеряли

40 манометром ОБМ-100.

Режимы сварки приведены в таблице.

Применение изобретения позволяет сократить в 2 — 3 раза потери электродного металла на разбрызгивание, сократить тру45 доемкость зачистных работ за счет снижения разбрызгивания и уменьшения диаметра капель, а также улучшить формирование швов.. Формула изобретения

Способ дуговой сварки плавящимся электродонсреде защитных газов, при котором подачу газа осуществляют с периодически изменяющимся давлением, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения разбрызгивания путем управления переносом электродного металла, максимальное давление защитного газа и время его подачи устанавливают не превышающим мини1757816

hL hL пп

Результаты исследований

Рвах .

МПа

Тп

Pmln, МПа

tmln, с твах. с

1,15

0,016

0,03

0,4

Процесс нестабильный

Разбрызгивание

Мелкокапельный перенос Разбрызгивание незначительное

1,0

0,016

0,03

1.0

0,5. 003

0,03

Î;03

0,016

0,016

0,016

3.

4.

0,15

0,1

0,09

0,1

0,1

0,09

4,0

5,0

5,5

Крупнокапельный перенос Разбрызгивание А;Мелкокапельный . перенос Разбрызгивание незначительное

Процесс нестабильный

Разбрызгивание

Мелкокапельный перенос е

Процесс нестабильный

Разбрызгивание

0,016

0,03

0,2

1,0

0,8

0,016

0,03

0,2

1,2

0,7

0,016

0,05

0,3

2,0

0,2

0,2

0,3

0,3

9.

10, 0,016

0,01

0,0&

0,085

2,0

2,0

Составитель Т. Татаринова

Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Л. Павлова

Заказ 2959 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 мальное давление и время его подачи более давления устанавливают в интервале от 0.5 чем в 5 раэ, при этом период иэменеййя до 5,0 Гц.