Способ сварки электрической дугой, управляемой поперечным магнитным полем
Союз Советских
Социалистических
Республик
«и 747643 (6t) Дополнительное к авт. саид-ву с (22) Заявлено 20. 09. 77 (2) ) 2525379/25 27 (51)М. Кл с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет
В 23 К 9/08
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 15.0780. Бюллетень ¹ 26
Дата опубликования описания 15. 07. 80 (5Ç) УДК 621. 791. 75 (088. 8) (72) Авторы изобретения
Г.В.Волчков, А.В.Петров И.П.Гурьева и Ю.П.Махин (7I) Заявитель (54) СПОСОБ СВАРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГОЙ, УПРАВЛЯЕМОЙ ПОПЕРЕЧНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ
Изобретение относится к сварке электрической дугой, управляемой магнитным полем,и может быть применено в машиностроении и приборостроении для сварки изделий, преимущественно из алюминиевых сплавов.
Известен способ сварки изделий из алюминиевых сплавов, при котором применяют сварочную дугу переменного то-.1О ка с постоянной составляющей, а изделие или дугу (горелку) перемещаЮт. относительно друг друга (11 .
Однако перемещение осуществляют при помощи сложных механизмов, треб;= 15 ющих значительных затрат для,их ос тществления. Кроме того, этот способ имеет низкую производительность.Ско.— рость сварки составляет 10-30 м/ч.
Известны способы сварки металлов 20 без применения сложного оборудования для относительного перемещения дуги и изделия при высокой производительности. В частности, известен способ
cBBpI Однако за счет осадки по всему сечению шва образуется грат,который снижает качество соединения.В случае применения сварки без осадки невозможно получить соединение на всю толщину свариваемого материала, так как возникающая при этом жидкая ванна.по всему сечению металла стекает с кро-. мок в зоне шва. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является способ дуговой сварки в среде защитных газов с неплавящимся электродом, дугой постоянного тока прямой полярности, управляемых поперечным магнитным полем (4). Однако осуществление этого способа для сварки иэделий из алюминиевых сплавов связано с трудностями получения швов с равномерным формированием: проявляется неравномерность чешуек и ослабление шва. Высокое качество сварных соединений из алюминиевых сплавов обеспечивает сварка на переменном токе. Однако при данном способе дуга переменного тока не может перемещаться в магнитном поле, так как она совершает колебательные перемещения. 747643 Сварка пластин из алюминиевого сплава АМг6 толщиной 6 мм Неравномерная ширина шва и грубая чешуйчатость Наблюдаются отдельные обрывы 120 Шов с равномерными чешуйками и шириной Горение стабильное 120 3 800 1,6 То же 120 То же 40 и 120 и Шов с гру быми чешуйками 120 15 и То же 120 9 Обрыв дуги при наложении швов Неравномерные чешуйки. Шов с равномерными чешуйками и шириной 120 4 Горение стабильное 120 3 200 То же То же 120 1,6 110 120 и Шов с грубыми чешуйками То же 120 и Цель изобретения — обеспечение перемещения дуги по заданной траектории с заданной скоростью и повышение г качества сварного шва при однопроходной сварке путем катодной очистки сварочной ванны. Цель достигается тем, что в способе сварки электрической дугой, управляемой поперечным магнитным полем, при котором сварку ведут неплавяшимся электродом на постоянном токе прямой полярности, на дугу накладывают переменный ток,величина силы ко-., торого в 1,5-4 раза превышает величину силы постоянного тока. Наложение переменного тока на постоянный ток прямой полярности в укаэанном соотношении не препятствует перемещению дуги в магнитном поле по лк!бому контуру (линии) соединения с заданной скоростью и обеспечивает сварку иэделий эа один проход с полным проплавлением материала при высоком качестве соединения. На чертеже изображены графики подводимых и результирующих значений токов, поясняющие описываемый способ. Способ сварки осуществляется следующим образом. На неплавящийся электрод, расположенный в зоне магнитного потока с интенсивностью порядка (50-200) 104Т, | от двух источников питания или от специального источника питания переменного тока с регулируемой постоянной составляющей одновременно подаются постоянный ток 3 =20-200 А прямой полярности и переменный ток 3„ = 30-300 A. В результате наложения 1„О, и 3, происходит возрастание полупериода тока прямой полярности, характеризующееся Uzi в зоне А, на величину постоянного тока прямой полярности ° При этом полупериод обратной полярности (3, зона В) снижает свое значение на такую же величину. I5 Взаимодействие постоянной составляющей тока прямой полярности (зона А) с поперечным магнитным полем обеспечивает перемещение дуги со скоростью порядка 50-120 м/ч в завиgQ симости от интенсивности магнитного поля и тока дуги. Полупериод тока обратной полярности (зона В) разрушает окисную пленку на поверхности ме талла (сварочной ванны) за счет катодного распыления. Сила наложенного переменного тока должна в 1,5-4 раза превышать величину постоянного тока. Результаты опытных испытаний предлагаемого способа сварки приведены в таблице. 747643 20 ЗО ВНИИПИ Заказ 6547/1 Тираж 1160 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Превышение силы переменного тока менее чем в 1,5 раза снижает ток ду ги обратной полярности (эона В) до таких значений, когда эффект разрушения окисной пленки с поверхности сварочной ванны значительно уменьшается. Это приводит.к неравномерному формированию швов, как при сварке на постоянном токе прямой полярности. Не", равномерность форсирования шва постепенно возрастает по мере снижения величины наложенного переменного тока. Превышение силы переменного тока более чем в 4 раза приводит к увели" чению тока дуги обратной полярности„ которая взаимодействуя с магнитным полем, периодически и скачками начи нает перемещаться в обратном направлении, иэ-за чего наступает неравномерная скорость перемещения дуги, что снижает качество соединения. При превышении переменного тока дуги более чем в 5 раз наступает колебательное перемещение дуги, т.е, исключается ее перемещение по линии соединения. В результате осуществления сварки деталей из алюминиевых сплавов по данному способу получены качественные сварные соединения при высокой производительности. По сравнению с автоматической аргоно-дуговой сваркой производительность процесса свар. ки увеличивается в 2-3 раза. Скорость сварки 60-120 м/ч. ФормУла изобретения Способ сварки электрической дугой, управляемой поперечным магнитным Нолем, при котором сварку ведут неплавящимся электродом на постоянном токе прямой полярности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения перемещения дуги по заданной траектории с заданной скоростью и повышения качества сварного шва при однопроходной сварке путем катодной очистки сварочной ванны, на дугу накладывают переменный ток, величина силы которого в 1,5-4 раза превышает величину силы постоянного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 187187, кл. В 23 .К 9/10, 1966. 2. Авторское свидетельство СССР Р 166981, кл. В 23 К 9/00, 1958. 3. Бокштейн P.Ë. Технологические предпосылки создания оборудования для сварки встык труб дугой, управляемой магнитным полем. Сб. "Современное оборудование для сварки" М., 1969, с.105-108. 4. Волчков 1".В. Особенности перемещения дуг в поперечном магнитном поле с неплавящимся электродом. "Сварочное производство", 1973, Р 7, с.26-28.
