Способ управления процессом электрошлаковой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А(51) В 23 К 25/00/Ф ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона(56) . Авторское свидетельство СССР по заявке2966147/25-27, 1980.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2966149/25-27, 1980 (прототип); (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЛ СВАРЯО 104293 КИ, при котором подводят к шлаковои ванне ток, подают на зеркало ванны шлак и раскислители, подают электродные проволоки, измеряют падение напряжения на шлаковой ванне и сварочный ток, вычисляют сопротивление шлаковой ванны в межэлектродном промежутке, сравнивают его с заданным и выделяют сигнал рассогласования, отличающийся тем, что, с целью стабилизации качества сварного соединения путем стабилизации вводимой мощности и условий рафинирования металла, рассогласование устраняют изменением подачи на зеркало ванны компонентов шлака, влияющих на электропроводность шлаковой ванны при неизменном объеме общего количества шлака и раскислителей.Изобретение предназначено для использования в сварочном производстве, в частности, при электрошлаковой сварке (ЭШС) протяженных прямолинейных и кольцевых швов в установках, оборудованных доза- торами шлака и раскислителей,Известен способ управления дозированием присадочных материалов при электрошлаковой сварке, который заключается в подаче присадочных материалов на зеркало шлаковой ванны из дозаторов, формировании сигнала управления скоростью подачи присадочных материалов, изменении этой скорости в соответствии со скоростью перемещения формирующей накладки по уровню жидкого металла в сварочном зазоре.Данный способ управления процессом ЭШС позволяет сохранить постоянный объем шлаковой ванны, обеспечить относительно стабильные условия в сварочном зазоре, улучшить степень рафинирования металла шлаков и в определенной мере достичь повышения качества металла сварного шва 1.Однако данный способ управления процессом ЭШС при сварке протяженных прямолинейных и кольцевых швов (время сварки до 20 - 30 ч) обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что несмотря на сохранение объема шлаковой ванны путем подачи свежего шлака и раскислителей, электрическое сопротивление шлаковой ванны сушественно изменяется от начала до конца сварки. это происходит из-за избирательной кристаллизации компонентов шлака, их угара, наличия электрохимических реакций взаимодействия шлакового расплава с жидким металлом и т. д. Так, например, экспериментально установлено, что при длительном электро- шлаковом процессе (1 = 16 ч) сопротивление шлаковой системы (шлак АНФ) с ооиентировочным химсоставом о/о: А 10 з - 20 О/ СаЕ= 40, ЬО - 8 - 10, (СаО + +МдО)-30 увеличивается от начала до конца процесса в 1,3 - 1,4 раза. Естественно, увеличение сопротивления шлаковой ванны приводит к суШественном изменению вводимой мошности Ряд =,1 Кщл; изменению глубины погружения электродов в ванну, перераспределение составляющих теплового баланса, и, как следствие, к изменению ширины провара и ухудшению условий рафинированияметалла и изменению его химсостава, что снижает техникоэкономические показатели процесса электрошлаковой сварки.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления электрошлаковой сварки, состояший в том, что к шлаковой ванне подают электродные проволоки, подводят ток, подают на зеркало ванны шлак и раскислители, измеряют падение напряжения на шлако После наведения шлаковой ванны 2в сварочном зазоре током от источника 4 45 питания начинают плавиться электродныепроволоки 1 и образовываться сварочный шов 3. Датчик 5 напряжения на шлаковой ванне и датчик 7 тока электродов передают информацию в блок 6 измерения сопро,тивления, сигнал с выхода которого, про порциональный реальному электрическомусопротивлению шлаковой ванны 2, сравнивается в узле сравнения с опорным оптимальным сигналом сопротивления, после чего разность сигналов через блок подачи дозы компонента поступает на управление 55 дозатором 9. При равенстве реального изаданного сопротивлений шлаковой ванны подача дозы компонента не производится,5 10 15 2025 30 3540 вой ванне и сварочный ток, вычисляют проводимость шлаковой ванны в межэлектроДном промежутке, сравнивают ее с заданной, выделяют сигнал рассогласования и при наличии рассогласования изменяют скорость подачи проволок с тем, чтобы свести рассогласование к нулю 2.Недостатком известного способа является то, что при таком способе регулирования проводимости межэлектродного промежутка существенно изменяется вводимая мощность, что приводит к изменению ширины провара, перераспределению теплового баланса, ухудшению условий рафинирования металла.Целью изобретения является стабилизация качества сварного соединения путем стабилизации вводимой мошности условий рафинирования металла.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления процессом электрошлаковой сварки, состоящему в том, что к шлаковой ванне подводят ток, подают на зеркало ванны шлак и раскислители, подают электродные проволоки, измеряют падение напряжения на шлаковой ванне и сварочный ток, вычисляют сопротивление межэлектродного промежутка, сравнивают его с заданным, выделяют сигнал рассогласования и изменяют подачу на зеркало ванны компонентов шлака, влияющих на электропроводность шлаковой ванны при неизменном объеме общего количества шлака и раскислителей, с тем, чтобы свести рассогласование к нулю.На чертеже представлено устройство, реа лизуюшее способ управления процессом ЭШС.Устройство содержит электродные проволоки 1, шлаковую ванну 2, сварной шов 3, источник 4 питания, датчик 5 напряжения на шлаковой ванне, датчик 6 сопротивления шлаковой ванны, датчик 7 тока электродов, блок 8 задания подачи компоненташлака, дозатор 9 компонента шлака и блок 10 задержки.Управление процессом ЭШС осуществляется следующим образом.1042934 Составитель А. Сас Техред И. Верес Корректор Г. Решетник Тираж 1106 Подписное ВНИИПИ Тосударственного комитета СССР но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор В. ИвановаЗаказ 7222/ 6 Поскольку установлено, что в процессе ЭШС имеется только одностороннее возмушение по сопротивлению шлака (его увеличение), то из дозатора при наличии рассогласования сопротивлений поступает в шлак задайная доза того компонента, который увеличивает электропроводность шлака, тем самым восстанавливая заданное сопротивление шлаковой ванны. В схеме имеется узел 10 задержки, который закрывает вход блока 8 после выдачи очередной дозы компонента на время, необходимое для окончания переходного процесса в шлаковой ванне.Использование изобретения позволит обеспечить повышение качества сварного соединения путем стабилизации условий рафинирования металла сварного шва и достижение постоянства его химсостава, устранить возмущения, непосредственно влияющие на качество сварного соединения, ширину провара, снизить брак, повысить технико-экономическую эффективность процесса ЭШС ппотяженных швов.