Способ сварки плавлением несколькими последовательно расположенными электродами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 437587

Союз Советских

Ссщиалистических

Республик (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 22.02.72 (21) 1750561/25-27 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.07.74, Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 28.01.75 (51) М. Кл. В 23k 9/16

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений е открытий (53) УДК 621.791.753 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. А. Славин, Е. А. Столпнер, В. К. Шмелев и В. П. Цветков (71) Заявитель (54) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ НЕСКОЛЬКИМИ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО РАСПОЛОЖЕННЫМИ ЭЛЕКТРОДАМИ

la= (400 — 700) б — (30 — 70)S, Известен способ сварки плавлением,несколькими последовательно расположенными электродами с подачей кратковременных импульсов тока различной формы.

Однако этот способ не обеспечивает надежных условий встряхивания жидкого металла сварочной ванны и дробления структуры шва за счет чего можно повысить качество сварного соединения, Предлагаемый способ отличается от известного тем, что .на один из электродов накладывают импульсы тока, амплитудное значение которых определяют в соответствии с формулой где 1, — амплитудное значение тока, А; б — глубина проплавления металла, мм;

$ — расстояние между электродами, мм.

Частоту следования импульсов выбирают от

10 до 50 Гц.

При наложении импульсов тока с параметрами, соответствующими указанному соотношению, обеспечивается наиболее эффективное измельчение составляющих структуры металла шва. Эффект измельчения структуры шва может быть получен при встряхивании металла сварочной ванны за счет динамического воздействия импульсов тока на жидкий металл, если параметры этих импульсов будут обеспечивать необходимое по величине механическое воздействие с частотой, близкой к частоте собственных колебаний элементов кри5 сталлизующейся ванны.

Известно, что динамическое (механическое) воздействие импульсов тока на металл сварочной ванны (давление дуги в импульсе) пропорционально квадрату амплитудного зна10 чения ToK3 ID.

Степень измельчения структуры зависит от расположения места приложения импульсов относительно фронта кристаллизации жидкого металла.

15 Чем дальше расположено место ввода импульсов давления от фронта кристаллизации, тем больше должен быть импульс давления, т. е. тем больше должно быть амплитудное значение тока импульса. Параметры импуль20 сов тока зависят также от глубины ванны жидкого металла и теплофизических свойств его.

Непременным условием измельчения (дробления) структуры является совпадение ча25 стоты импульсов тока с частотой собственных колебаний дендритов или жидкого металла в непосредственной близости от фронта кристаллизации. Экспериментально установлено, что для большинства практически применяемых

30 металлов и сплавов, например сплавов на о-437587

Предмет изобретения

Составитель А. Гаврилов

Техред Г. Васильева

Корректор Н. Учакина

Редактор Н. Суханова

Заказ 30/3 Изд. № 1974 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 нове алюминия, меди, титана, никеля, ниобия, железа и др., диапазон оптимальных частог импульсов тока равен 10 — 50 Гц.

Таким образом, приведенное соотношение учитывает необходимые условия,для получения эффекта .измельчения структуры металла шва за счет динамического воздействия,импульсами тока на кристаллизующийся металл.

Выбор электрода, на который должны накладываться импульсы тока в соответствии с указанным соотношением, зависит от решаемой задачи. Если нужно повысить плотность металла шва за счет дробления различных включений, например окисной пленки при сварке алюминиевых сплавов, то импульсы тока должны накладываться на электрод, под которым располагается максимальная глубина ванны.

Для измельчения структуры металла шва импульсы тока должны подаваться на последний электрод, так как структура шва формируется в хвостовой части ванны. При этом предыдущие электроды могут быть как неплавящимися, так и плавящимися, а источники тепла могут быть как с постоянной во времени, так и с пульсирующей по заданному закону мощностью.

Для повышения степени измельчения структуры и свойств сварного шва рационально встряхивать металл при минимальном вводе тепла в жидкий металл. Отсутствие тепловложения при измельчении структуры предотвращает рост и оплавление зерен, интенсивное выпадание различных фаз в процессе кристаллизации и рекристаллизации.

С целью уменьшения теплового воздействия на сварочную ванну импульсы тока накладывают на последний электрод, промежуток между которым и изделием ионизируют высокочастогным разрядом, т. с. между последним электродом и .изделием не возбуждается какой-либо дополнительный источник тепла, нагример дуга или плазма.

5 Для прохождения же импульсов тока через этот промежуток последний ионизируется с помощью высокочастотного разряда осцилятора. Такой процесс наиболее эффективен, когда необходимо сохранить ориентацию периферий10 ных кристаллитов шва, получаемую при кристаллизации ванны после предыдущего источника тепла. Например, при двухэлектродной сварке, когда с первого электрода горит пульсирующая дуга на режимах, обеспечивающих

15 круглую форму зеркала ванны, целесообразно сохранить радиально направленную структуру на периферии шва и измельчить ее в осевой части шва.

Сварные швы с измельченной структурой за

20 счет динамического воздействия импульсов тока обладают более высокими свойствами.

Способ сварки плавлением несколькими последовательно расположенными электродами с подачей кратковременных импульсов тока различного назначения, о тл и ч а ю щи и с я

3р тем, что, с целью повышения качества сварного шва за счет встряхивания жидкого металла, на один из электродов накладывают импульсы тока, амплитудное значение которых определяют в соответствии с формулой

35 l = (400 — 700) 6 — (30 — 70) S, где 1а — амплитудное значение тока импульса, а;

6 — глубина проплавления металла, мм;

S — расстояние между электродами, мм.