Способ контроля уровня металлической ванны при электрошлаковой сварке
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социаяистическик
Республик
", 4- (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12. 10. 81 (21) 3349177/25-27 (И) М. Кл.з с присоединением заявки Йо
В 23 К 25/00
В 23 К 9/10 .
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
)$3) УДК 621.791 ° 75 (088.8) Опубликовано 230283. Бюллетень Мо 7
Дата опубликования описания 230283
М.В Рощин, ( е
4 Ф технологии -s g, »«
H,Ì.Tðoôèìîâ, В.В.Фомин, A.Т.Карпова, Д.М.Леонтьев и В.Б.Сапиро (72) Авторы изобретения
Научно-производственное объединение по машиностроения ЦНИИТМАИ (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ
ВАННЫ ПРИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКЕ
Изобретение относится к технике электрошлаковой сварки и может быть использовано при сварке изделий больших толцин проволочными электродами °
Известен способ контроля уровия металлической ванны посредством неплавящегося или плавяцегося цупа, вводимого горизонтально через отверс" тие в формообразующем ползуне, при котором уровень металлической ванны относительно места-ввода щупа определяют по напряжению между щупом и сварным изделием (1).
Недостатком этого способа является низкая точность определения уровня цупа относительно металлической ванны вследствие того, что напряже" ние цупа зависит не только от высоты его над металлической ванной,.но также от режима сварки, зашлаковок на поверхности щупа, прогиба щупа вниз при оплавлении его конца и т.д. В результате известный способ позволяет надежно фиксировать лишь касание щупа с поверхностью металлической .ванны, а фактический уровень ванны определяется с погрешностью. Недостатком способа является также низкая надежность устройств цупа, с помощью которых известный способ осуцествляется.
Наиболее близким решением по тех" нической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ иэмерейия глубины шлаковой ванны посредством вертикального щупа, периодически опускаемого в ванйу.
Щуп может быть плавящимся и неплавящимся. Глубину шлаковой ванны и уровень металлической ванны относительно поверхности шлака определяют, опуская щуп и фиксируя сначала касание его с поверхностью шлаковой, а затем металлической ванны, по глубине погружения щупа или при постоянной скорости погружения по времени между моментами касания (2).
Недостатком указанного способа является то, что определение по нему уровня металлической ванны относительно ползунов требует постоянства уровня шлаковой ванны относительно ползунов, и, соответственно, при использовании способа требуется два регулятора: регулятор уровня шлаковой ванны и регулятор глубины шлако" вой ванны. Недостатком указанного способа является также ограниченная возможность размецения иэмеритель998059 ного щупа, поскольку в пространстве стыка над поверхностью шлаковой ванны размещены электроды, касания с которыми нарушают работу щупа.
Целью изобретения является повышение качества электрбшлаковой сварки 5 за счет повышения надежности и точности контроля уровня металлической ванны, Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу контроля уровня 10 ,металлической ванны при электрошлаковой сварке,при котором периодически отключают сварочный ток,при отключенном токе в сварочную ванну опускают электрический щуп, по напряжению меж- 5 ду щупом и свариваемым иэделием фиксируют касания щупа с поверхностями шлаковой и металлической ванн и по ,глубине погружения щупа в момент его кадания с указанными поверхностями регистрируют уровень. металлической ванны,в качестве щупа используют плавящийся электрод, причем после выключения сварочного тока плавящийся электрод подают вниз до момента касания с металлической ванной, затем поднимают вверх с постоянной скоростьЮ до момента выхода конца электрода на уровень мундштука, далее движение электрода вновь реверсируют и подают вниз до момента касания электродом шлаковой ванны, после чего включают сварочный ток, при этом уровень металлической ванны относительно мунд" штука определяют по времени между моментами реверса подачи электрода. 35
На фиг, 1 предстанлена схема осуществления способа; на фиг. 2 — циклограммы измерения и регулирования уровня металлической ванны, В устройстве для реализации предла-40 гаемого способа шлаковая ванна 1 с металлической ванной 2 удерживаются в стыке свариваемых деталей 3 формирующими ползунами 4.Центральный плавящийся электрод 5 и периферийные 45, плавящиеся электроды б снабжены токоподводами, изолированными друг от друга изоляторами 7.
Переключатель 8 установлен. между источником 9 сварочного тока и электродами 5 и б. У центрального элект-. рода 5 имеется дополнительный токоподвод от дополнительного источника
10. Между выходом источника 9 сварочного тока и центральным электро" дом 5 установлено сопротивление 11.
Устройство работает следующим образом, Цикл работы устройства задается переключателем цикла с периодом Т, .
С окончанием импульса тока на цент- 69 ральном электроде 5, переключатель
8 устанавливается: в положение, показанное на фиг, 1, и источник 9 сварочного тока оказывается подключенным к периферийным электродам б. Этоту
Н (1)
V 9 где H — Разность уронней дополнительного токоподв ода (мундштука) и металлической ванны, м
Ч вЂ” скорость подъема центрально В го электрода, м/с.
Объем электродного металла, подаваемого в единицу времени, выражается
= F 2-U2+ V<
2 где F9 — сечение электрода, и .V — скорость периферийных злектродон, м/с)
V — скорость подачи центрально1п го электрода, м/с
Тц - время цикла, с.
Объем присадочного металла W>, заполняющего сварочный стык, определяется
Vcs i (3) где Рш — сечение стыка, м2
Ч . — скЬрость снарки, м/с. момент отражается точкой 12 на циклограмме центрального электрода 5 (фиг. 2) и характеризуется определенным положением всех трех электродов, торцы которых нахоцятся в средней части шлаковой ванны 1. С момента 12 скорость плавления центрального электрода уменьшена, поскольку по нему протекает небольшой по величине контрольный ток через сопротивление 11.
Поэтому торец этого электрода в некоторый Момент 13 касается металлической ванны 2, и напряжение на нем относительно свариваемых деталей 3 становится равным нулю, что фиксирует короткое замыкание. По сигналу короткого замыкания подачу центрального электрода 5 реверсируют, и подьем электрода происходит до тех пор, пока конец электрода выйдет из дополнительного токоподвода, при этом электрическая цепь между. основным и дополнительным токоподводами, питающаяся от источника 10, прерынается, По этому сигналу в момент 14 подачу электрода 5 реверсируют, и опускание электрода происходит до момента 15 касания электродом 5 поверхности шлаковой ванны 1 ° Сигнал касания используют для определения момента переключения тока с периферийных электродов на центральный переключателем 8, Да" лее до конца периода, определяемого длительностью Т и моментом 12, )протекает импульс тока через центральный электрод при равенстве его подачи и плавления. Пренебрегая плавлением электрода в период его подъема из ванны, время между моментами 13 и 14 реверса определяют по высоте подъема Н и скорости подъема
998059
Из последних двух равенств опреде" ляется измеряемая разность уровней Н (Р, Н=Т 2 v„„v„ .Регулирование уровня Н, например его стабилизация, что при постоянной скорости перемещения автомата соответствует стабилизации скорости сварки, возможно либо изменением cicopocти электродов, либо изменением дли", тельности цикла. Наиболее эффективным является регулирование скорости периферийных электродов Ч2, что изображено пунктиром на циклограмме фиг. 2. 35
Предлагаемый способ контроля может быть использован при процессах сварки несколькими электродными проволоками и непрерывном токе всех электродов, кроме центрального, используемого в качестве. щупа. При этом отключение тока в центральном электроде необходимо лишь на время измерения уровня, а период цикла устанавливают из потребностей контроля в пределах 10"30 мин.
Использование контроля уровня ван- . ны и скорости сварки по сравнению с известным способом позволяет повысить качество сварки и улучшить ус-. ловия труда сварщиков, облегчая конт-ЗО роль эа процессом, формула изобретения
Способ контроля уровня металлической ванны при электрошлаковой сварке, при котором периодически отключают сварочный ток, при отключенном токе в сварочную ванну опускают электрический щуп, по напряжению между щупом и свариваемым изделием фиксируют касания щупа с поверхностями шлаковой,и металлической ванн, и по глубине погружения щупа в момент его касания с укаэанными поверхностями регистрируют уровень металлической ванны, отличающийся тем, что, с целью повышения качества электрошпаковой сварки эа счет повышения надежности и точности контроля уровня металлической ванны,в качестве щупа используют плавящийся электрод, причем после выключения сварочного тока плавящийся электрод подают вниз до момента касания с металлической ван" ной, затем .поднимают вверх с постоянной скоростью до момента выхода конца электрода на уровень мундштука, далее движение электрода. вновь реверсируют и подают вниз до момента касания электродом шлаковой ванны, после чего включают сварочный ток, при этом уровень металлической ванны относительно мундштука определяют по времени между моментами реверса подачи электрода.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 184378, кл. В 23 К 25/00, 21.07.6э.
2. Патон Б.Е., Лебедев В.К. Электрооборудование для дуговой и электро шлаковой сварки. М., Машиностроение, 1966, с. 128. (прототип).
998059
Составитель В, Покровский
Редактор В.Данко Техред Л.Пекарь Корректор А. Гриценко
Заказ 1022/22 Тираж 1104 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4
