Способ дуговой сварки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

< >814619 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 0409.78 (21) 2657253/25-27 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.0381. Бюллетень ¹ 11

Дата опубликования описания 23.0381 (51)M. Кл 3

В 23. К 9/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий (53) УДК .75(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В. Быков, B. А. Книгель, В. П. Сушкин (71) Заявитель

Ленинградское проектно-экспериментальное ВНИИпроектэлектромонтаж " (54) СПОСОБ ДУГОВОИ СВАРКИ серии. Однако это приводит к большим материальным потерям из-за прекращения производства алюминия и практически нигде к этой мере не прибегают.

Прн ремонте электролизеров с использованием сварки применяют снижение тока в серии, что также экономически невыгодно и, кроме того, не обеспечи-, вается полное устранение вредного. влияния внешнего магнитного поля на сварочную дугу и качество сварки.

Наибольшее распространение получили попытки уменьшить влияние внешнего постоянного магнитного поля на про-. цесс дуговой, сварки путем применения стальных магнитных экранов. Однако и этот метод защиты дуги от влияния внешнего магнитного поля имеет серьезный недостаток, заключающийся в том, что для уменьшения магнитного поля внутри экрана до величины, при которой обеспечивается качественный процесс сварки, он должен иметь значительные габариты и массу. В случае применения стальных магнитных экранов для уменьшения влияния внешнего магнитного поля на сварочную дугу при ремонте электролизеров требования к их габаритам и массе особенно жесткие из-за специфической конструкции элект10

Изобретение относится к дуговой сварке., применяемой, в частности для соединения алюминиевых шин при ремонтных работах в действующих цехах электролиза алюминия, и может быть использовано при выполнении сварочных работ в других установках при воздействии на дугу всешнего постоянного магнитного поля.

Известны способы, при которых соединение тяжелых алюминиевых шин в цехах электролиза алюминия осуществляется дуговой сваркой при питании дуги постоянным током (1) и (2) .

Однако выполнение такой сварки в действующих цехах электролиза при ремонте электролизеров черезвычайно затруднено из-за наличия мощного по-стоянного магнитного поля, наводимого работающими электролизерами. Это приводит к искривлению столба дуги, к перемещению ее активного пятна по изделию, к частым обрывам дуги, вы-плескам расплавленного металла сварочной ванны и другим явлениям, нарушающим процесс сварки и как следствие ухудшающим ее .качество.

Нормальные условия при использовании для сварки постоянного тока создаются при полном отключении тока в

".Ъ

Г"

) и Ю .." А. Цепенников

l р 1

i отделение -814619 для практических целей, а величины

О, I, g и В известны, можно определить необходимую частоту переменного тока для выполнения качественной сварки по фо муле

О 2 РВ)

2Ах

Приведенная выше зависимость не учитывает всех факторов, влияющих на дугу, например, длины дуги, ее инерции и др. Поэтому ее использование для определения необходимой частоты сварочного тока является ориентировочной. Окончательный выбор диапазона частоты производится экспериментально. Установлено, что он должен быть в пределах от 600 до 10000 Гц.

Основанием выбора частот от 600 до 10000 Гц; является то обстоятельство, что при частоте, меньшей 600 Гц, колебания дуги приобретают недопустимые величины, что препятствует образованию сварного шва, а при частоте свыше 10000 Гц начинает значительно смазываться поверхностный эффект (вытеснение тока повышенной частоты в поверхностные слои проводника), который снижает глубину проплавления, уменьшая тем самым производительность процесса.

Проводится сварка планок из алюминия марки AE толщиной 12 мм вольфрамовым электродом в среде аргбна.

Сварка ведется внутри соленоида, обеспечивающего напряженность магнитного поля 5000 А/м в пределах магнитного поля, создаваемого работающей серии электролизеров. Режим сварки: сварочный ток 250 А; диаметр вольфрамового электрода 5 мм; диаметр присадочного прутка 5 мм; расход аргона

12 л/мин. Сварка проводится переменным током частотой 50 Гц и 600 Гц.

Увеличение частоты переменного тока обеспечивает выполнение качественного сварного соединения.

Таким образом, при .питании дуги переменным током повышенной частоты создаются нормальные условия для сварки во внешнем постоянном магнитном поле, т.е. осуществляется защита дуги от влияния внешнего магнитного поля.

Это позволяет значительно улучшить качество сварных соединений, что обеспечивает снижение потерь электроэнергии в сварных контактах ошиновки электролизеров алюминия. Способ позволяет повысить производительность труда и сократить время ремонта электролизеров, а также избежать потерь от сокращения выпуска продукции, благодаря возможности выполнения сварки без отклонения серии электролиза и снижения технологического тока в ней.

Формула изобретения ролизеров. Кроме того, конструкция экрана не обладает универсальностью, т.е. будучи расчитанной для сварки только одного какого-либо узла, она не может быть применена для сварки узлов другой конструкции.

Таким образом, известные способы дуговой сварки в постоянном магнитном поле, особенно алюминиевых шин электролизеров в действующих цехах электролиза, алюминия не обеспечичают необходимого качества сварки из-за недостаточной защиты дуги от влияния внешнего постоянного магнитного поля.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ сварки, при котором сварку ведут на переменном токе в условиях работающего алюминиевого электролизера с применением экранов (3).

Однако этот способ также не обес- 20 печивает устранения влияния магнитного поля и требует экранов специальной конструкции.

Цель изобретения — повышение качества сварных швов путем снижения влияния магнитного поля.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дуговой сварки, при котором сварку. ведут на переменном токе в условиях работающего электролизера, используют переменный ток с частотой 600-10000 Гц.

В результате использования тока такой частоты пондеромоторная сила, воздействующая на дугу, будет знакопеременной, и дуга будет совершать колебательные движения около положения равновесия, при этом амплитуда колебаний дуги при прочих равных условиях будет зависеть не только от индукции внешнего магнитного поля 40 и величины сварочного тока, но и от его частоты.

Амплитуды отклонения дуги (А,) при сварке переменным током определяются по следующей формуле 45

Ч)(А

2f где Ч вЂ” скорость движения дуги; частота переменного тока.

Зависимость для скорости движения дуги в магнитном поле определяется по формуле

Чх = 0 МЗ(РВ), где Д вЂ” сварочный ток А;

 — магнитная индукция; плотность газа при нормальных условиях, в котором движется столб дуги;

D — постоянная.

Откуда формула для определения отклонения дуги в постоянном магнит- ф) ном поле приним ет следующий вид

0 3<РВ

Х 2f

Учитывая, что величина отклонения дуги до 5 мм является приемлемой

Способ дуговой сварки, при котором сварку ведут на переменном токе

814619

Составитель Г. Кварталънова

Редактор Л. Белоусова Техред A.Ач Корректор О. Билак

Заказ 897/18 тираж;1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в условиях работающего электролизера, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных швов путем снижения влияния магнитного поля, используют переменный ток с частотой 600-10000 Гц.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Перун И. В. и Гаген Ю. Г. Сварка алюминиевых шин в проиэводственных магнитных полях. "Автоматическая сварка", 1972, в.12, с.58-61.

2. Гаген lO. Г. и.др. Сварка узлов шинопроводов в магнитном поле. "Монтажные и специальные работы в строительстве", 1965, в 11, с.11-12.

3. Гаген Ю. Г. и др. Ремонтная сварка поясов электролизеров в магнитном поле. "Автоматическая сварка", 1973, 9 4, с.72-73 .