Способ сварки

(1% (11) 3(Я) В 23 Ъвцру РЕТЕНИ ОП ИЕ ВТОРСК ЕЛЬСТВ Трудового лургическнйджоникидзе ельство 6, 1973 СОЮЗ СОВЕТСКИХсаэлавнеаииРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ(71) Сибирский орденаКрасного Знамени металинститут им. Серго Ор(54) (57) св. 9 503 с я тем, проиэводи шения эне процесса, полнитель но или во осевом на НОСОВ СВАРКИ по авт.68, о т л и ч а ю щ и й "что, с целью повышения,ельности сварки и улучгетических характеристикнеплавящийся электрод доо перемешают поступатель-вратно-поступательно вравленни.Изобретение относится к сварочно му производству и может быть использовано в авиационной, химической, машиностроительной промышленности преимущественно для выполнения сварных соединений однопроходной дуговой сваркой. По основному авт,св. 9 503668 известен способсварки, согласно которому неплавящийся электрод дли" ной большей толщины свариваемых де" 10 талей пропускают насквозь через стык и перемещают его поступательно параллельно самому себе, а дугу с помощью магнитного поля перемещают по 15 боковой поверхности электрода 1 .Недостатком известного способа является то, что высокая производительность и качество сварки могут быть достигнуты при условии,20 если будет обеспечена высокая средняя плотность тока в свариваемом изделии, в частности в зоне фронта оплавления основного металла. Работа при высоких плотностях тока в зоне фронта оплавления основного металла способствует повышению концентрации 25 ввода тепла в зону сварки и приводит, таким образом, к уменьшению эоны расные пятна дуги располагаются на свариваемом (основном) металле (одно)и на неплавящемся электроде (другое), повышение плотности тока взоне фронта оплавления основного металла;приведет к пропорциональному увеличению тока в неплавящемсяэлектроде и повышенной тепловой нагрузке на него. Известно, что длянеплавящегося электрода определенного диаметра существует вполне оп 50 55 ределенное значение сварочного тока, при котором обеспечивается его до статочная стойкость. Работа на токах, превышающих допустимые, приводит к нарушению и прекращению процесса сварки вследствие расплавления не- плавящегося электрода. 65 плавленного металла и эоны терми ческого влияния, повышению энергетических показателей процесса свар- ки и скорости сварки, т.е. и скорости поступательного перемещения электрода, а также к улучшению фор мирования металла и даже возможному отказу от специальных формирующих устройств для формирования шва.Однако согласно известному способу сварки работа при высоких плот ностях тока в зоне фронта оплавления затруднена. Это связано с тем, что при одном лишь поступательном перемещении электрода параллельно самому себе в контакт с дугой входит участок электрода постоянной длины, примерно равный толщине свариваемого металла. Поскольку активПоэтому сварка по известномуспособу может производиться лишь притаких средних плотностях тока взоне фронта оплавления, при которых ток в неплавящемся электроде непревышает допустимого. При этом ограничивается также диапазон свариваемых толщин.Таким образом, задача существенного улучшения характеристик известного способа сварки может быть решена, если будет достигнута высокаяплотность тока в зоне фронта сплавления основного металла(следовательно,и высокая плотность тепловогопотока) при высокой стойкости неплавяющего электрода. Требованияобеспечения высокой плотности тока восновном металле определяют требования, предъявляемые к размерам"неплавящегося электрода: электроддолжен иметь по возможности мини"мальный диаметр,Цель изобретения - повышениепроизводительности сварки, улучшение энергетических характеристикпроцесса сварки.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу сваркинеплавящимся электродом, преимущественно дуговой в среде газа, при котором неплавящийся электрод длинойбольшей толщины свариваемых деталейпропускают насквозь через стык иперемещают его поступательно параллельно самому себе, а дугу спомощью магнитного поля перемещают.по боковой поверхности электрода,неплавящийся электрод дополнительноперемещают поступательно или возвратно-поступательно в осевом направлении. Это позволяет рассредоточить тепловой поток, поступающий в неплавящийся электрод на большую его длину, эффективным образом испольэовать систему охлаждения электрода, значительно увеличить допустимый ток для данного диаметра электрода.П р и м е р. Сварка неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона на постоянном токе прямой полярности титанового сплава толщиной 10 мм. Выбранному неплавящемуся электроду диаметром 1 мм обеспечивают его осевое перемещение со скоростью 110 м ч , что позволяет производить сварку при достаточно хорошей его стойкости на токе 300 А. При длине дуги, примерно равной диаметру неплавящегося элект рода (что соответствует стабильности протекания процесса сварки), средняя плотность тока по фронту оплавления составит 5-7 А мм . Применяя существующий способ сварки, нри котором электрод совершаетЗаказ 599/12 Тираж 1037 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 перемещения лишь параллельно самому себе и неподвижен относительно осевого направления, сварку не- плавящимся электродом диаметром 1 мм практически производить невозможно вследствие низкой концентрации 5 вводимой энергии при работе на максимальнодопустимых токах 65-80 А для неподвижного электрода. Сварка при неподвижном электроде относительно его оси на токе 300 А может1 О быть осуществлена при применении электродов диаметром 4 мм. Однако в этом случае плотность тока по фронту оплавления составит всего 1,5- 3 Амм. 15Уменьшение плотности тока приведет почти к двухкратному уменьшению скорости поступательного перемещения электрода. Более высокие скорости сварки при применении способа сварки с подвижным относительно его оси электродом снижает погон.- ную энергию процесса сварки, улучшаются, таким образом, его энергетические характеристики, уменьшается также доля расплавленного металла, необходимая для образования сварного соединения. Снижается тепловое воздействие сварки на основной металл, что благоприятно присварке, например, термоупрочненногометалла. Предлагаемый способ сваркинеплавящимся электродом, перемещаю"щимся поступательно параллельно самому себе и поступательно или возвратно-поступательно относительноего оси, имеет ряд преимуществ посравнению с известным способомсварки. Перемещение электрода в осевом направлении. позволяет повысить его стойкость и производить сварку при высоких плотностях тока в свариваемом металле, вследствие чего уменьшается эона расплавленного металла, зона термического влияния, снижается погонная энергия процесса сварки, что позволяет повысить производительность сварки, улучшить энергетические показатели процесса сварки и эффективным образом применить этот способ для сварки, например, термоупрочненных и аустенитных сталей, титановых сплавов.