Способ импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом

(6 ) Дополнительное к авт, саид-ву(22)Заявлено 01.06.81 (21) 3293715 Л 56 В 23 исоединением заявки Геаудврстееккый кеиктет СССР23) Приоритет Опубликовано 15. 01. 83, Бюллетень2 ве илам кзв текУЯ(,62179 . 75 С 088. 8) Дата опубликования описания) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ стах, в руб неуднодоступныхсварку изнутриаметра. варки частностибольшого Изобретение относится к способам импульсной дуговой сварки присадочной проволокойстыковых соединений с разделкой кромок из различных металлов и может найти применение в судостроительной области, энергетической и других отраслях промышленности.Во многих отраслях народного хозяйства сваривают стыковые соединения толщиной чмм с разделкой кромок и последующим заполнением приса" дочным металлом.Известен способ автоматической сварки горизонтальных стыковых соединений на вертикальной плоскости с полупринудительным формированием шва, при котором сварку ведут одновременно двумя расщепленными дугами в общую сварочную ванну с использованием самозащитной порошковой проволоки 1 11.Однако для осуществления данного способа сварки необходимо использовать оборудование, которое громоздко 1 что не позволяет производить процесс Известен способ дуговой сварки.в 5среде защитных газов плавящимся элек тродом, при котором сварку осуществляют без поперецных колебаний электрода и при ступенчатом наложении ва ликов с перекрытием соседнего валика на половину или третью часть его ширины последовательно у каждой из кро мок 1 21,Недостатки этого способа заключаются в том, что при сварке ответственных конструкций и изделий не допускается наличие брызг на поверхности основного металла, что невозможно избежать при осуществлении спо 20 соба. Кроме того, в процессе сваркипосле каждого прохода необходимо про изводить настройку сварочной горелки то на одну кромку разделки, то на другую, что снижает производитель988489 Составитель Г. Тютченковадактор А. Гулько Техред К.ИыцьоКорректор А. Дэятко ПодписноеСССР К д. 4 илиал ППП "Патент" г Ужгород ул Проектная 10957/15 Тираж 1 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, 3(-35,комитет открыт ушская3 9884 ность процесса сварки особенно в стесненных условиях.Наиболее близким к предлагаемому является способ дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защит,ных газов с присадочной проволокой, при котором неплавящийся электрод имеет изоляцию от стенок разделки и совершает синусоидальные поперечные колебания относительно середины . 1 О шва 3),Недостатком известного способа является появление непроваров и несплавлений в связи с неточностью расположения электрода у кромок. 15Цель изобретения - повышение производительности и качества сварного шва при сварке стыков в горизонтальной плоскостипри нестандартной разделке за счет увеличения объема наплавляемого ф металла за один проход и сокращения времени настройки перед каждым проходом,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом стыковых соединений с разделкой кромок и подачей присадоцной прово" доки, при котором в начале процесса электрод располагают в угол разделки Зо в начале процесса перемещают электрод по высоте разделки с одновременной подацей присадочной проволоки со скоростью в 1,5-2 раза меньше оптимальной и после получения высо- З 5 ты валика, равной 0,7-0,9 диаметра активного пятна дуги в импульсе, смещают дугу, располагая ее активное пятно по высоте валика на его боковой поверхности, и осуществляют 40 сварку при соотношении времени импульса йя к времени паузы 1 , рав-ном . Х со и у 1 . 0 ди45 где д " диаметр присадочной пропрволоки;- скорость подачи присадочпро ной проволоки при оптималь" ном режиме;50,О - сварочный ток и напряжение И Аи дуги в импульсе соответственно; К - коэффициент, учитывающий скорость кристаллизацииметалла, при этом разделку заполняют валиками расположенными параллельно разделке,89 фпоследовательно перемещая электрод откромки к кромке и изменяя угол наклона о й электрода относительно горивоитвли ло условию в-- рреЯвб(45- К)4;5Й- номер слоя, а проволоку подаютпод углом 70-80 к зеркалу сварочнойванны со смещением на 2-3 диаметрапроволоки от оси электрода в зонуванны с минимальной скоростью кристаллизации.На фиг, 1 и 2 показаны схемы выполнения начала сварки стыковогосоединения с разделкой кромок; нафиг, 3 - схема процесса сварки; нафиг. 4 - циклограмма процесса сварки; на фиг. 5 и б - последовательность наложения валиков при многопроходной сварке,Способ импульсной дуговой сварки, плавлением осуществляется следующимобразом.Предварительно на стыках 1 и 2 выполняют ступенчатую разделку. Затемэлектрод 3 выставляют под углом с 1в угол разделки, образованной кромками 4 и 5 и осью электрода 3 (фиг.1).Затем зажигают дугу между электродоми кромками 4 и 5 и по истечении времени прогрева й(фиг.4) в образовавшуюся сварочную ванну подают со скоростью в 1,5-2 раза меньше оптимальной 1 р присадочную проволоку б сосмещением на (2-3) д - от оси элекО гтрода 3 в зону А ванны с минимальной скоростью, кристаллизации. Электрод 3 перемещают параллельно кромке 4 в течение времени й (фиг.4).При достижении высоты валика за время й НЪ=(0,7-0,9) 0 1 пэлектрод 3 перемещают со скоростью Ч ена величину5 в направлении сварки фиг.2 ) так,что активное пятно дуги располагаютпо высоте валика на его боковой поверхности, При этом увеличивают скорость подачи Чр присадочной проволоки б до оптимальнойи подаютее под углом 70-80 св к зеркалу сварочной ванны. Параметры импульсного режима выбирают из условия так, чтоток в импульсе 1 и должен обеспечиватьрасплавление преимущественно присадочной проволоки б.Длительность импульса и выбираютиз условия образования критическихразмеров сварочной ванны, т.е. НЪ=(0 р 7-Ор 9) Ооп. Для сокращения си, увеличения скорости кристаллизации сва 988489приводит к замыканиям, По истецениивремени Т= О с с начала процессасварки получают валик высотой, равной(0,7-09) О что составляет5-6 мм. В этот момент электрод перемещают в направлении сварки со ско ростьо Ч и подают присадоцную проволоку в зону сварки со скоростью Ч 1 о . Высота валика НЬ должналежать в пределах НЬ=(07"09)Осл , 1так как при НЬ( 0,7 Осд , уменьшается объем наплавляемого металла, чтоведет к понижению производительностипроцесса сварки. При НЬ 7 09 ОО 1 пнакладываемые валики имеют бочкообраз-ную форму, наличие которой, в своюочередь, затрудняет процесс последовательного наложения валиков, а также ведет к появлению непроваров инеисплгвлений в местах перекрытияваликов, Присадочную проволоку подают под углом 70-80 к зеркалу сварочной ванны со смещением на (2-3)дчто составляет 2,5-3,0 мм от осиэлектрода в зону ванны с минимальнойскоростью кристаллизации, Если при-,садочную проволоку подают к зеркалуванны под углом большим 80 о или меньшим 70 , то появляется вероятностьвозникновения непровара и .металличес"ких включений из-за неполного расплав"ления присадочного металла. Приеадоцную проволоку подают со смещением на(2-3) с 11 от оси электрода в зонусварочно ванны с минимальной скоростью кристаллизации по следующим со 3ображениям; если смещение присадоцной проволоки больше 3 с 1 п, то времякристаллизации сварочной ванны возрастает. что приводит к росту зеренаометалла, перегреву основного и присадочного металла в зоне сварки. Длятого чтобы процесс сварки был стабильным при таком смещении присадоч"ной проволоки, последнюю подают сменьшей скоростью во избежании неполного расплавления присадочной проволоки. Все это отрицательно влияетна качество сварного шва и снижаетпроизводительность процесса сварки,При смещении, меньшем чем 2 дпзатруд- ф няется процесс наложения валика на вертикальную стенку разделки из-за того, что расплавленный присадочный металл стекает вниз и образует несплавления в местах перекрытия верти- И кальной стенки наплавляемым валиком, ухудшая тем самым качественное форми рование шва. Режим сварки пврвого прохода:125-130 А; фв 7,0 м/ч, Ти1 0 С; 1 д =ф 20 А; 1( = 3 Й 5 м/ч; й02 С; 1 2,0:мм.Время прогрева иэделия 3,0 с.Время наложения одного валика составляетл 16,5 мин,Сварка вТорого прохода.Не изменяя местоположения электрода начинают сварку второго прохода, В начале процесса сварки электрод перемещают по высоте разделкианалогично первому проходу.Режим сварки второго прохода:1 и =110 А; Чдф 70 м/ч;й =1,0 С;1 дщ 20 А; Чпро= 31 м/ч йп =02 С1 =2,0 мм.После сварки первого слоя, состоящего из двух валиков, приступает ксварке следующих слоев.Сварка третьего и четвертого проходов,Для сварки этих проходов электрод устанавливают под угломр =20ов угол, образованный первым слоем ивертикальной стенкой разделки. Технология сварки аналогична технологиисварки первого слоя.Режим сварки третьего и четвертого проходов: и=13 ОЛ;;-70 м/ч;2,0 мм 1 ф 20 А /3 Й,5 м/ч; е=0,2 С,Сварка пятого прохода.Процесс сварки аналогичен процессу сварки первого прохода, но отличается лишь тем, что в данном случае установочный угол электродао=10Сварка шестого прохода.Перед сваркой шестого прохода электрод устанавливают под угломЫ 4 =5ниже горизонтали в угол, образованный верхней кромкой разделки и поверхностью металла, наплавленногопри пятом проходе.Режим сварки шестого прохода:1= 120 А; в 70 м/ч; йу -- 1,0 С;1 д =2,0 мм; 1= 20 А; У = 8 м/ч;.=02 СфПосле сварки образцы подвергаютвнешнему осмотру, рентгенопросвечиванию и металлографицеским исследованиям. Качество формирования изащиты шва хорошие. Несплавлений,пор, неметаллических включений необнаружено,Применение способа позволяет привысоком качестве,авов увеличить пройзводительность процесса сварки, снизить остаточные деформации, Например, при сварке изнутри стыков вертикаль".но расположенных труб ф 160 х 10 мм непрерывной дугой с присадочной прово" % локой требуется 13-14 сварочных про" ходов в то время как предлагаемый способ позволяет совершить сварку за 6 проходов и за время, которое в 1, раза меньше времени, требуемого 11 для сварки непрерывной дугой. Эконо- . мический эффект от применения предлагаемого способа составляет 0,5 р.яа 1 стык.Формула изобретенияСпособ импульсной дуговой сварки неплавлящимся электродом стыковых 20 соединений с разделкой кромок и подачей присадочной,проволоки, при котором в начале процесса электрод располагают в угол разделки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, 2 ф с целью повышения производительности и качества соединения при сварке стыков в горизонтальной плоскости при нестандартной разделке, в начале процесса перемещают электрод ЗО по высоте разделки с одновременной подачей присадочной проволоки со скоростью в 1,5-2 раза меньше оптимальной и после получения высоты валика, равной 0,7-0,9 диаметра актив- з .ного пятна .дуги в импульсе, смещают дугу, располагая ее активное пятно по высоте,валика на его боковой по" верхности, и осуществляют сварку при соотношении времени импульса й квремени паузы йП, равномфи дрпп 1 1,ьгде д - диаметр присадочной проЧ - скорость подачи присадочной проволоки при оптимальном режиме;1 , О - сварочный ток и напряжение дуги в импульсе соответственно;К - коэффициент, учитывающийскорость кристаллизацииметалла,при этом разделку заполняют валиками,расположенными параллельно разделке,последовательно перемещая электродот кромки к кромке и изменяя уголнаклона сИ электрода относительно%5(45-й)"горизонтали по условиюгде Й - номер слоя, а проволоку подают под углом 70-80 к зеркалу сварочной ванны со смещением на 2-3 диаметра проволоки от оси электрода взону ванны с минимальной скоростью .кристаллизации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Экспресс-информация. Информэнерго серия "Сварочные работы в энергетическом строительстве" У 8; 1980,стр. 12.2. Сварочное производство вып.бМ. НИКИМТ) 1979, с 33/343. Патент США Ю 364311, кл. 219"137, 1972 г.прототип.