Способ ручной дуговой сварки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 603520 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01,07,75 (21) 2149799/27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.78, Бюллетень №15 (45) Дата опубликования описания 0б. 04. (Ъ, (51) М. Кл.

В 23 К 9/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.75. .03 7 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ч. А, Казакевичус и А, И. Лауткадис

Вильнюсское отделение Всесоюзного научно-исследовательского проектно-конструкторского и технологического института электросварочного оборудования (71) Заявитель (54) СПОСОБ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к дуговой сварке и наплавке металлов и может быть использовано, например, при сварке вертикальных и потолочных швов, деталей различных толгцин и первых слоев cTbIKQBblx соединений, завариваемых с одной стороны.

При сварке вертикальных !! потолочных швов, деталей различных толгцин и первых слоев стыковых соединений, завариваемых с одной стороны необходимо регулировать тепловложе- <О ние в шов с целью исключения стекания жидкого металла, прожогов и проплавления основного металла. На практике регулирование тепловложения в шов осуществляется путем ведения процесса сварки с периодическими прерываниями горения дуги. Для этого, по мере необходимости, сваршик удаляет электрод из зоны сварки, растягивает и обрывает дугу. По истечении некоторого времени, необходимого для частичного застывания или увеличения вязкости металла сварочной ванны и определяемого параметрами процесса сварки (режимом сварки, толщиной свариваемого металла, величиной зазора между свариваемыми деталями, толщиной притупления кромок, положением шва в пространстве), сваршик вновь возбуждает дугу и продолжает процесс сварки. 2б

Такому методу регулирования теиловложения в шов присущи существенные недостатки.

Например при значительном удлинеHlfll дi! ll. необходимом для ее обрыва, нарушается нормальное формирование шва и ухудшаются физико-металлургические условия процесса сварки (перегрев электродного металл;<, выгорание из него элементов), так как при большой длине дуги уx<<äøàåòñÿ зашита расплавленцого электродного металла от воздействия воздуха, а продолжительность пребывания cl о в зоне высоких температур (столб луги) возрастает.

Это приводит к появлениюдефсктов в металле шва и снижению качества сварного соединения.

Чем лучше сварочные свойства источника пи<тания, обеспечивающие высокую эластичность дуги и стабильность процесса сварки, тем больше нужно растягивать дугу, чтобы ее оборвать и. следовательно. тем ниже качество сварного соединения при известном способе сварки.

Использование источника с более <юлогой внешней статической характеристикой, обеспечивающей сравнительно низкую эластпчн<1ст< дуги, а следовательно, и ее обрыв при мегп шей длине, затрудняет возбуждение дуги; снпж;<ет стабильность процесса сварки, lloBblllldcT разбрызгивание металла. В результате снижает< я качество и производительность сварки. Кроме

603520 того, пе11бхо,п1мость повторных возбуждеilH11

II!HI извес гном I!ocoDE сварки затру,1п11ет

iipoiicci cII;ipi и спи>кает ее пропзво.1ительНric l 1, 1 1.ë,IIcc ãc1I способ автоматическогo ограничения продо,1жительностп дуговой сварки (1), 5 зак почающпйся в гашении дуги путем ее LLlóíтировация по истечении заданного времени Iic. реключаю1цим элементом, подключенным параллелыго дуговому промежу-тк.у. !.1зв C I.III>IÉ CIIOCOO II(iIII Cпе IHBBOT качеCTвенной сварки протяженных швов, так как lloci0 ле l llilcIIIIH дуги, для продолжения сварки неооходимо вновь ручным коммутатором подкл1очпть схему и возбудить дугу. Г!оэтому известные способ и устройство применены лишь при сварке отде IHHbDIH короткими швами или элек"розаклепками.

Из известных способов наиболее близок к 11редла1àемому по технической сущности способ сварки модулированным током, заключаIollIHAcH k3 периодическом понижении свароч11ого тока по заданной программе (2).

При этом способе уже нет необходимости в периодп 1еских обрывах дуги, следовательно нет и поворотных ее возбуждений. Однако известный способ не позволяет регулировать продолжительность периодов большего и меныпего

25 токов непосредственно в процессе сварки в заIIHcII IocTIl от изменяющихся его параметров.

11ри сварке в1ртикальных и потолочных швов, де1Bлей различных толщин и первых слоев стыковых сос,и1не ий, завариваемых с одной стороны, величины H время достижения критпческогo гепловложения в шов, превышение которого приводит к стеканию металла и прожогам, определя1отся многими параметрами процесса сва ркп, 1гапример величиной зазора между свариваемыми деталями, толщиной притупления кромок, 1юложением IIIBB в пространстве, режимом

cваркп. Эти параметры в большинстве случаев и процессе сварки непостоянны и нерегулярны (напр 1мер, неравномерна толщина притупления кромок, при сварке неповоротных стыков

rp) б непрерывно меняется положение шва в

IipocTp IIIcrae). В результате величина и время

1остижеппя критического тепловложения в шов

lIB отдельных участках сварного соединения пе одинаковы. Так как тепловложение в шов рс,.1пруется величиной и продолжительность1о с ва ро 111ого тока, следовательно и им пул ьсы тока 11ри сварке модулированным током для .1оетп>кения наиболее высокого качества сварного соединения должны быть не постоянны в процессе сварки, а изменяться в ф) HKIIHH от изменя ощпхся параметров этого процесса. Продолжительность пауз — периодов меныпеГо тока аналогичным образом определяется параметраи и и и роцcсса гваpк и. Изл 1!!! I ноя длительность пауз приводит к снижению производительности сварки, а недостаточная — — к прожогам.

В известном cllocooE сварки модулированHbD током д, IHTI л ьность и л1п\ л ьсов и пах 3 взаимосвязана, опреде.1ена задан1юй программой и в процессе сварки непзмс illlcl, что не в«егда соответствует оптимальным условиям

СВа Р КИ И В РЕЗУ Ьтатс i ХХ ДIHBI. Кс1ЧЕ(тво С Ва Рного соединения. 60

Цель изобретения — — повышение качества сварки вертикальных и потолочных швов, деталей различных толщин и первых слоев стыковых соединений, завариваемых с одной стороны.

Для этого согласно предлагаемому способу используют импульсы и паузы тока г!еременной (нерегулярной) продолжительности, определяемой параметрами процесса сварки. Продол>кительность импульсов и пауз тока регулирук>тся сварщиком непосредственно в процессе сварки подачей управля1ощего сигнала (падения напряжения на дуге) на схему переключения характеристики источника питания путем удлинения дуги при достижении критического тепловложения в шов и ее укорочения при остывании (частичном затвердевании или достижении необходимой вязкости) сварочной ванны.

На фиг. 1 приведена схема дуговой сварки предлагаемым способом; на фиг. 2а, б — характеристики источника питани : па фиг. 3-кривые напряжения и тока дуги.

В начале процесса сварки между электродом 1 и изделием 2 возбуждается дуга, которая питается от источника 3, настроенного на характеристику а,. Осуществляется процесс сварки дугой номинальной длины 11 током Ii при напряжении на дуге У. (импульс тока).

Падение напряжения на дуге подается на блок

4 управления, который выдает команды переключающему устройству 5 (например электромагнитному или тиристорному контактору).

Г1ри достижении критического тепловложения в шов сварщик увеличивает длину дуги, что приводит к увеличению напряжения на дуге.

Г1ри достижении заранее заданного напряжения на дуге U; (при длине дуги 1г) блок 4 подает команду н» устройство 5, которое переключает источник на характеристику а. Теперь горение дуги происходит при длине напряжении Ь > и меныпем токе 1, (пауза)

При остывании (частичном затвердении) сварочной ванны сварщик укорачива T дугу до исходной длины 1,, а устройство 5 при этом переключает источник 3 вновь на характеристику Bi. Начинается новый импульс тока, процесс повторяется.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить непосредственно в процессе сварки импульс тока 1„ и паузы t» различной продолжительности, определяемой изменяющимися параметрами процесса сварки. В общем случае t,= t„, t„,=- t-„, ñ ..., . отя в частных случаях некоторые пз этих периодов могут быть равны между собой.

Взок управления oocclic .÷èâàcò перекл1очеННс хапактевистики источника питания с большегo тока на меньший при незначительном удлинении дуги. Для этого его настраивают в процессе сварки так, что переключающее устройство не срабатывает от технологических возмущений при сварке дугой номинальной длины 1i и срабатываот при незначительном ее

g.ä ëèHoíHH, соответствующем повышению напря женпя, например. на 1 — -2 В.

Переключение характеристики источника питания может осуществляться различными спо

603520

>>г

r г

Фнг 2

Ф ..з (.оставитсль Г. Тютнснкова

Тскрел О. Л> говая Корректор А.! риценко

Тираж 263 Подписное

Редактор Э. Пятигорский

Заказ 1975, 15

1!НИИПИ Госуд>>рственно>н> ко>антсгн (:овстл> 31,>нисгрон (ЛЛ.Р

»<> леда>l нзоорсTt ний II открьн "й

113035, Москва, гк-3 >, Р»> н>скн» нао. л. Ч с1>иги»>.> ПП11 «Патент» г. У>кг»рол. уд. 11роск> на». собами в зависимости от типа применяемого источника питания, например введением в сварочную цепь дополнительного балластного сопротивления, перекачиванием числа витков последовательной размагничивающей обмотки, изменением угла открытия тиристоров и перекл!очением тока подмагничивания.

Предлагаемый способ сварки по сравнению с известными способами позволяет регулировать тепло вложение в шов непосредственно в процессе сварки в зависимости от изменяющихся его параметров, что существенно повышает качество сварки вертикальных и потолочных швов, деталей различных толщин и первых слоев стыковых соединений, завариваемых с одной стороны. 15

Форму. I a наобрс генпч

Способ ручной дуговой сварки модулированным током, при котором величину тока импульса и паузы получают изменением внешней характеристики источника питания, отгшчаюи ийсл тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, длительности импульсов и пауз тока выбирают переменной продолжительности путем соответствуюц1его укорочения и удлинения дуги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции № 1573318, кл.

В 23 К 9/00, 1969.

2. Авторское свидете IbcTBQ СССP № 3270>12, кл. В 23 К 9/00, 1970.