Способ электродуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка

 

СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ С КОРОТКИМИ ЗА11ЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА, при котором осуществляют кратковременное снижение тока к моменту разрьша перемычки и непрерывно измеряют падение напряжения и ток на перемычке, отличающийся тем,, что, с целью повышения качества сварки за счет дозирования энергии, идущей на расплавление электродного металла, повышают ток после кратковременного его снижения к моменту разрыва перемычки и дозируют энергию, идущую на расплавление электродного металла, причем повышение тока и дозирование энергии начинают в момент достижения на дуге заданной величины опорного напряжения после ее повторного возбуждения, а после окончания дозирования ток снижают и вновьg повышают его по началу короткого за- СП мыкания.

Яффой„..„;)э,, з

I, С", 6

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) В 23 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-FL

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2638541/25-27 (22) 05. 07,78 (46) 15,01,84. Бюл, Р 2 (72) A,Ô. Князьков, 10.Н. Сараев и P.È. Дедюх (71) Томский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт имени С.М. Кирова (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 214690, кл. В 23 К 9/00, 03.05.65 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 329970, кл. В 23 K 9/00, 29.06.70. .

3. Авторское свидетельство СССР

9 563241, кл. В 23 К 9/00, 25,07.73. (54)(57) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОИ СВАР КИ С КОРОТКИМИ ЗАМНКАНИЯМИ ДУГОВОГО

-ПРОМЕЖУТКА, при котором осуществляют (19) (11) ;

1 кратковременное снижение тока к моменту разрыва перемычки и непрерывно измеряют падение напряжения и ток на перемычке, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки за счет дозирования энергии, идущей на расплавление электродного металла, повышают ток после кратковременного его снижения к моменту разрыва перемычки и дозируют энергию, идущую на расплавление электродного металла, причем повышение тока и доэирование энергии начинают в момент достижения на дуге заданной величины опорного напряжения после ее

Повторного возбуждения, а после око Гчания доэирования ток снижаюти вновьа повышают его по началу короткого замыкания, 768108

Изобретение относится к области сварки и может бить йспользовано для автоматической сВИрки ййавнщиьйя"" электродом в среде защитййх газов с периодическими короткими замыканиями дугового промежутка.

Известны способы сварки, при которых осуществляют принудительнйе короткие замыкания дугового промежут ка, либо путем наложения на дугу постоянной полярности яптульсов на.пряжения и тока противоположйой полярности Г1)лйбо путем периодического снижения напряжения источника питания С23. Недостатком этьс< способов сварки является низкое качество 15 из-за повышенного разбрызгйвания в

""моййй:=разрИФа »перейычки."

Из известных способов сваркн наиболее близким ic пpeдлагаемойу является способ овалики, по кьтофому 20 производят кратковременное сниже ние :тока -к моменту-разрыва йерейьФски" "и"осуществлявт непрерывное измерейие напряжений и тока на перемычice-,- причем момент коммутаций опре- 25 деляют при достижении измеренными величинами заданного порогового значения. Недостатком этого способа яв - . ляется низкое качество сварки из-за

"" +c9iс".гвкМ возможйостй дозировай»ия" энергии, идущей на расплавление

-электродного металла, а значит и не= йозможнбсти созданий идейтжньЖ условйй для переноса электродного металла ."

Целью изобретения является повышение качества сварки за счет дозиро» вания энергии, идущей на расплавление электродного металла.

Поставленная цель достигается тем, что повышают ток,после кратковремен- 40 ного его снижения к момейТу ра"=Раева "перемычки и дозирования эйергии, идущей на расплавление электродногО металла, причем повышение тока и до- зированйе энергйи начинают В мФйент 45 достижения на дуге заданной sen и- ны опорного напряжения после ее пов-. торного возбуждения, а после окончания дозирования ток:снижают и- вновь повышают его по началу короткого за- 50 мыкания.

Сйособ электродуговой сваркИ с короткими замыканиями дугового промежутка заключается в том, что при коротком замыкании осуществляют непрерывное измерение напряжения и то- 5 ка на перемычке, и "йрй ) обткйен .Йи измеренными велйчйнами заданного порогового значения,fосуществляют кратковременное снижение тока, причем после повторного возбуждения 60 дуги-контролируют величину дугового напряжения и при""достижении этого напряжения опорной величины, увеличивают ток и осуществляют дозйрование энергии, идущей на расплавленйе элек-65 тродного металла, затем после расйлавления требуемого количества ток. снижают и вновь повышают его по началу короткого замыкания.

Яа фиг. 1 изображены осциллограммы тока и напряжения, получаемые при предложенном способе сварки; на фиг. 2 - блок-схема устройства для его реализации. .Устройство для реализации предложенного способа сварки содержит сварочную головку 1, подКлюченную к источнику постоянного тока 2 через индуктивное сопротивление 3, тиристорный ключ с принудитеЛьной коммутацией 4 и шунтирующее его переменное сопротивление 5, включеннные йоследозательно в сварочную цепь, czeMy управлейия, содержащую датчик непрерывного контроля размеров перемычки б, лиййю задержкй, довирующую энергию, идущую на расплавление электродного металла 7, блок срав кения действительной величинй дугового напряжения 8 с величиной напря.жения„ определяемой блоком задания опорной величины 9.

В момент достижений критического состояния размеров перемычки (см.фа-. за С фиг . 1) ток короткого замыкания снижают дь величины тока паузы, определяемой величиной активного сопротивления 5 (см, фиг. 2), Разрушение перемычки происходит при этой величине тока, что уменьшает разбрызгивание из-за электрического взрыва, который йрямо пpoпopциoналeн aмплйтудному значению тока, протекающему в этот момент по перемычке (см, фаза А, фиг. 1). Яа другом промежутке скачкообразно увеличивается напряжение,.что соответствует определенной длййе ду1 и в момент повторного возбуждения. Поскольку процесс коротких замыканий носит случайный характер (зависит от положения капли на торце электрода fc моменту начала корот- кого замыкания, от объема расплавленного металла и т.д.), то их дли тельность будет различна, поэтому длина дуги в момент повторного возбуждения дуги будет различной, при этом HB торце электрода будет оставаться разное количество расплавленного электродного металла. Следовательно, начальйые условия дозирования энергии, идущей на расплавление электроднОго металла будут так9e" разлйчны, а это приводит к расплавлению разного количества электродного металла, а значит и к неодинаковому расположению капли расплавленного металла перед коротким эайыканием. Все это приводит к повышению нестабильности процесса и увеличению разбрызгивания из-за случайных коротких ФамЫканий. Поэтому при параметрическом дозировании энергии, 768108 идущей на расплавление электродного металла, необходимо учитывать состояние дугового промежутка в момент повторного возбуждения дуги и начинать доэирование необходимо при постоянных начальных условиях (напри- 5 мер, постоянной длине дуги). При этом условия доизрования энергии на расплавление, будут почти постоянны, а следовательно, отклонения длительностей коротких замыканий от своих средних величин будут минимальные.

Вследствие того, что плавление при токе паузы незначительно, а подача электродной проволоки непрерыв- 15 ная, дуговой промежуток начнет сокращаться и напряжение на нем станет равным опорной величине (см. фаза Е, фиг. 1). В этот момент сварочный ток увеличивают и на интервале фаза .Е - фаза F (cM. фиг. 1), дозируют энергию, идущую на расплавленйе электродного металла. Таким образом создаются идентичные условия для расплавления одинакового количества электродного металла, которые учитывают состояние дугового промежутка в момент повторного возбуждения дуги.

После расплавления требуемого количества электродного металла сварочный ток вновь уменьшают до величины тока паузы (см. фаза F, фиг.1).

При этом давление дуги на сварочную ванну уменьшается,, силы, действующие на каплю, находящуюся на торце Ç5 электрода, и стремящиеся сместить каплю к его боковой поверхности уменьшаются, и капля занимает соосное расположение .с электродом, что способствует более плавному ее пере- 4() ходу в сварочйую ванну. Причем переход капли расплавленного металла в сварочную ванну происходит в результате взаимонаправленных движений сварочной ванны, капли электродного 45 металла, стремящейся занять соосное расположение относительно оси электрода с непрерывной подачи электродной проволоки.

По началу короткого замыкания сварочный ток вновь увеличивают (см. фаза L фиг. 1) и далее весь цикл повторяется.

Пример. Выполняют автоматическую сварку плавящимся электродом в среде углекислого газа электродной проволокой Св 08 Г2С диаметром 2 мм, на токах 200-250 A и напряжении на дуге 24-25 В.

При этом уменьшают ток при достижении критических размеров перемыч- 60 ки до величины тока паузы равной

40 A. Перемычка перегорает при величине этого тока. В этот момент возбуждается дуга и напряжение скачкообразно увеличивает свою величину.

Вследствие того, что плавление элек" трода при величине тока паузы незначительно, а подача электродной проволоки непрерывна, дуговой промежуток начнет сокращаться. Уменьшение дугового напряжения возможно до некоторой опорной величины, равной в данном случае 24 B. При достижении дуговым напряжением опорной величины, производят увеличение тока и осуществляют дозирование энергии, идущей на плавление металла в пределах

10-16 млс. После расплавления опре-деленного количества электродного металла в пределах длительности дозирования(10-16 млс), осуществляют уменьшение сварочного тока до,величины тока паузы. При этом скорость плавления падает, силы, действующие на каплю в ванну уменьшаются, и вследствии взаимонаправленных движений капли, находящейся на торце непрерывно подаваемого электрода и ванны, происходит принудительное короткое замыкание. Причем по началу короткого замыкания ток вновь увеличивают и в- сварочной цепи протекает ток короткого замыкания.

В результате проведения испытаний было установлено следующее.

Предлагаемый способ сварки обеспечивает хорошее качество сварки с минимальным разбрызгиванием 1-2Ъ.

Увеличение тока и начало дозирования при достижении на дуге опорного напряжения (24 B) обеспечивает идентичные условия для начала дозирования.

Регулирование длительности дозирования энергии, идущей на расплавление электродного металла, в пределах 10-16 млс позволяет изменять диаметр переносимых капель электродного металла. уменьшение тока после окончания дозирования перед коротким замыканием до величины тока паузы (40 A) создает идентичные условия для перейоса электродного металлла, при почти постоянных длительностях коротких замыканий.

Таким образом, использование предложенного способа позволяет значительно повысить качество сварки за счет дозирования энергии, идущей на расплавление электродного металла,что способствует повышению периодичности процесса и переходу электродного металла при почти постоянных длительностях коротких замыканий.

76.8108

Составитель Г. Чайковский

Редактор Н. Коляда Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Тигор

Закай 1029/1 Тирае. 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

В В ФЮЮ ЬФЧФ ВЮ

Филйал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4