Способ определения параметров сварочной ванны

 

О П И С.А И И Е (,,9847 ()

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.03.81 (21) 3260461j25-27 (51) N Кв з с присоединением заявки №вЂ”

В 23 К9! 16

Гесудэрстэенный кэмнтет (23) Приоритет—

СССР (53) УДК 621.791..75 (088.8) Опубликовано 30.12.82. Бюллетень ¹ 48 ло делам нзеэретеннй н этхрытий

Дата опубликования описания 05.01.83

1=».

С. А. Федоров, В. С. Виноградов и В. В. Овчинников (72} Авторы изобретения

Московский авиационный технологический институт !

" им. К. Э.. Циолковского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

СВАРОЧНОЙ ВАННЪ|

Изобретение относится к сварке плавлением и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для определения геометрических параметров и веса жидкого металла сварочной ванны преимущественно при сварке тонколистовых материалов.

Известен способ удаления расплава путем выплескивания его из сварочной ванны при резком опрокидывании образца (1).

Известен также способ удаления расплава путем его отсасывания при быстром создании разницы давлений газовой среды у верхней и нижней поверхностей ванны (2).

Недостатки приведенных способов заключаются в том, что методики их выполнения отличаются сложностью и требуют применения специального оборудования. Кроме того, перед удалением расплава из ванны требуется прерывать процесс нагрева. При этом пасплав чспевает частично охладиться и закристаллизоваться на стенках ванны, что снижает точность определения параметров сварочной ванны. Относительная ошибка в этом случае увеличивается с уменьшением толщины свариваемого материала. При сварке листовых материалов толщиной до

1 мм ошибка. составляет 20%. Поэтому приведенные выше способы не применяют при сварке тонколистовых материалов.

Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является способ определения геометрических параметров сварочной ванны, основанный на выдувании жидкого металла газовой струей. Жидкий металл выдувается струей газа, истекающей под давлением до 4 ат из узкого сопла, расположенного перпендикулярно поверхности сварочной ванны (3).

Недостатком известного способа является то, что удаление металла из ванны производится после прекращения процесса нагрева и, следовательно, металл успевает частично охладиться и закристаллизоваться. . Этому же способствует и охлаждающее действие струи газа. что в целом увеличвает ошибку измерения и снижает точность в оп2о ределении геометрических параметров сварочной ванны. К сказанному следует добавить, что выдувание расплава из ванны малого размера при сварке тонких материалов осложняется трудностями сбора металла, 984760

Составитель Г. Тютинкова

Редактор А. Власенко Техред И. Верес Корректор Н. Буряк

Заказ 10037/18 Тираж 1.,153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, % — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вследствие его значительного разбрызгивания и неполного удаления.

Цель изобретения — повышение точности определения параметров ванны путем стягивания жидкого металла на ее заднюю кромКу.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу определения параметров сварочной ванны при сварке тонких пластин, включающем удаление жидкого металла из ванны, его взвешивание и замер геометрии образующегося кратера, в пластине по линии сварки делают отверстие, а сварку ведут до момента касания передней кромкой ванны этого отверстия.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

В пластине 1 по линии сварки предварительно засверливают отверстие 2. Сварку ведут до момента касания передней кромки сварочной ванны 3 отверстия 2.

Наличие отверстия в пластине создает искусственный разрез контура ванны в передней ее части и жидкий металл под действием сил поверхностного натяжения стягивается на заднюю кромку ванны и быстро кристаллизуется на ней в виде капли 4. Капля 4 срезается и подвергается исследованиям с целью определения веса сварочной ванны. Затем измеряют геометрические размеры кра ера сварочной ванны. зобретение опробовано при сварке пластин из стали 12Х18Н9Т и титанового сплава

ОТ4 толщиной 0,1 — 1,0 мм. Перед сваркой по линии шва в пластинах выполнены сквозные отверстия диаметром 0,5--1,5 мм в зависимости от толщины пластины. Сварку про водят световым лучом дуговой ксеноновой лампы, сфокусированным в пятно нагрева диаметром 3 — 5 мм с помощью эллипсоидного отражателя. Эксперименты проводятся на установке для сварки световым лучом

УСС-1. Во всех проведенных экспериментах было подтверждено, что нарушение контура сварочной ванны в головной ее части приводит к стягиванию жидкого металла на заднюю кромку ванны, который кристаллизуется на ней в виде капли. При этом по конту: ру кратера практически не остается жидкого металла, что позволяет с большой точностью (до 1 /0) определить геометрические па5 раметры и вес сварочной ванны.

Предлагаемый способ определения параметров сварочной ванны при сварке тонколистовых материалов по сравнению с известными способами позволяет значительно повысить точность определения как гео10 метрических параметров сварочной ванны, так и ее веса при сварке металлов малых толщин; отказаться от использования специального оборудования; снизить трудоемкость исследований.

Формула изобретения .

Способ определения параметров сварочной ванны при сварке тонких пластин, включающий удаление жидкого металла из ванны, его взвешивание и замер геометрии обра20 зующегося кратера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения параметров ванны путем стягивания жидкого металла на ее заднюю кромку с получением капли, в пластине по линии сварки делают отверстие, а сварку ведут до момента касания передней кромкой ванны этого отверстия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ерохин А. А. Влияние жидкотекучесз0 ти ванны на геометрическую форму сварного шва и технологическую применимость процесса сварки. — «Сварочное производство», 1955, № 6, с. 5 — 7.2. Ищенко Ю. С., Гречишкин В. И. Оценка веса сварочной ванны и геометрических размеров зоны проплавления. — «Автоматическая сварка», 1966, № 11, с. 30 — 31.

3. Оботуров В. И., Кудрявцев М. А. Методика определения веса и геометрических размеров сварочной ванны при сварке легких сплавов. — «Сварочное производство», 1966, № 4, с. 46 — 47 (прототип).