Способ импульсной дуговой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (1 И В) 4 В 23 ТЕНИЯ ЬСТВУ оисеев ьство СССР16, 1981.тво СССР 16, 1980. дуговойения неОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕ(56) Авторское свидетел11 988489, кл. В 23 К 9/Авторское свидетельсФ 935226, кл. В 23 К 9/ 4) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОЙ ДУГОВОЙ СВАР(57) Изобретение относится ксварке и наплавке для соединржавеющих и жаропрочных сталей, атакже алюминиевых сплавов и другихматериалов, применяемых в машинострое"нии, авиастроении и приборостроении,где требуется точная прецизионнаясварка деталей малых толщин. Цельизобретения - повышение производитель.ности и качества сварного соединения,Между электродом и изделием возбуждают малоамперную дугу, на которую налагают импульсы тока повьппенной частоты, вырабатываемые источником. Источник сварочного тока повышеннои частоты представляет собой высокочастотный инвертор резонансного типа с системой управления и выполнен на полупроводниковых приборах. Сформированные системой управления прямоугольныеоимпульсы, сдвинутые на угол 180поступают на высокочастотный инвертор, Инвертор формирует высокочастотные импульсы длитсльностью (0,312)ф 10С, разделенные паузой, которая равна (0,3133) 10С, При этомобразуется инвертируемый диапазончастот от 200 до 16000 Гц. Такая форма тока уменьшает количество металла, находящегося в жидком состоянии.При сварке алкииниевых сплавов амплитуда тока прямой полярности в 1,5 раза меньше амплитуды тока обратной полярности. Способ позволяет контролировать зону расплавленного металла при сварке и получать локальные нагревы с малыми зонами термического влияния и мелкозернистые равновесные 1 р разориентированные структуры. 1 э,п. р ф-лы, 1 табл.Изобретение относится к дуговой сварке и наплавке и может быть использовано для соединенИя нержавеющих и жаростойких сталей, алюминиевых сплавов ифдругих материалов, применяемых в машиностроении, авиостроении и приборостроении, где требуется точная прецизионная сварка деталей малых толщин 0,2-8 мм. 1 ОЦель изобретения - повышение производительности сварки за счет увеличения частоты следования сварочных импульсов тока и сжатия дуги магнитным полем, а также качества 15 сварного соединения путем изменения кристаллов за счет уменьшения паузы сварочных импульсов тока.Способ осуществляется следующим образом, 20Напряжение сети переменного тока подается на малоамперный выпрямитель и источник сварочного тока повышенной частоты, где оно выпрямляется и служит для возбуждения и горения 25 малоамперной дуги, которая образуется между электродом и изделием. Источник сварочного тока повышенной частоты представляет собой высокочастотный инвертор резонансного типа с 30 системой управления и выполнен на полупроводниковых приборах. Сформированные прямоугольные импульсы системой управления и сдвинутые на уголо180 поступают на высокочастотный инвертор, Инвертор формирует высокочастотные импульсы длительностью (0,312) 10 с, разделенные паузой (0,3133) 10 с, образуя при этом инвертируемый диапазон частот 200- 40 16000 Гц. Использование такой формы тока также уменьшает количество металла, находящегося в жидком состоянии, и время его пребывания в указанном состоянии, Это позволяет контро ачровать зону расплавленного металла при сварке и получать локальные нагревы с малыми зонами термического влияния и мелкозернистые равновесные разориентированные структуры, В паузе происходит перекристаллизация металла, а также зарождение и рост кристаллов, следовательно, пауза должна быть в 23 раза меньше скорости роста кристаллов. Частая посыл ка сварочных импульсов при малой длительности создает как бы вибрацию в зоне расплавленного металла, а малая пауза не позволяет полностью вырасти ему, так как следующий за нич сварочный импульс приостанавливает его рост. Кроме того, лри сварке алюминиевых сплавов, которые содержат окисную пленку с температурой плавлеония более 1200 С, необходим импульс тока, по амплитуде в 1,5 раза боль- ший основного импульса тока, чтобы он мог разрушить окисную пленку. Основным импульсом плавится лишь только металл; на котором предварительно снята окисная пленка, а его температура плавления составляет 550 С.Способ позволяет производить сварку как плавящимся, так и неплавящимся электродом с теми же параметрами.П р и м е р . Проводят импульсно- дуговую сварку кольцевых швов в среде аргона неплавящимся вольфрамовым электродом диаметром 3 мм на прямой полярности, В качестве исходного материала применяют трубопроводы диаметром 6, 8 и 12 мм из нержавеющей стали марки 1 Х 18 Н 10 Т с толщиной стенки 1 мм, к которым приваривают ниппеля из того же материала и тех же диаметров, но с толщиной стенки 1,5 мм. При этом сварочную дугу вращали вокруг сварного соединения. Выбор величины сварочного тока и скорости сварки определяется условиями технологии, где в качестве критерия используют величину провисания корня шва во внутренйюю область трубы, Затем в сварных соединениях определяют его структуру металлографическим методом. Результаты проведенных экспериментальных испьгтаний приведены втаблице.Алюминий марки АГсваривают знакопеременными импульсами на обратной полярности с выключенным малоамперным источником дуги постоянного тока,Результаты проведенных исследований представлены в таблице.В процессе проведенного эксперимента и испытаний установлено, что с увеличением частоты следования сварочных импульсов свыше 200 Гц структура сварного соединения становится мелкозернистой, шов-плотным и одно" родным, отсутствуют резкие границы раздела и переходов. При этом почти не наблюдается зона термического элия. ния, приводящая к ухудшению качества. Такие швы с приведенной струкутрой не требуют термообработки.4 273 При уменьшении чае г ты следования сварочных импульсов ниже ОО Гц нарушается устойчивость горения дуги и возникают значительные зоны термичес кого влияния и величины кристаллов, а при увеличении частоты следования свыше 16000 Гц начинает значительно смазываться поверхностный эффетк, который снижает глубину проплавления и производительность процесса сварки,Формула изобГ етения гСоединегЧастотаДлитель- Пауза, с следова-ность имния, Гц пульса, с,Длина , Ширина кристалловзоны термм мическоговлияния,мм Скоростьсварки,м/ч ние 110 3310 4 10 10 4 80 200 5 15 1,2 190 900 2..5 2 10 110 4 260 1200 0,5..1 1,0 Составитель Г.Тютченкова Редактор Н,Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор М.МаксимишинецЗаказ 6908/ 13 Тираж 922 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Предлагаемый способ повышает производительность сварки в 2-3 раза за счет увеличения частоты следования сварочных импульсов.Кроме того, уменьшается зона термического влияния, обеспечивается мелкозернистая равновесная структура и соответственно повышается качество сварного соединения, а также снижается расход электроэнергии питания в сети путем увеличения добротности системы источник - дуга.Способ может быть использован в гибких автоматизированных системах при автоматизации сварочных процессов 1. Способ импульсной дуговойсварки, при котором между неплавящимся электродом и свариваемым изделиемвозбуждают малоамперную дугу постоянного тока и налагают на нее импульсысварочного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и управления кристаллизацией сварочной ванны,на малоамперную дугу налагают импульсы повышенной частоты, длительность 15 которых устанавливают равной 0,31"10-4 2 1 0-4ной 0, 3110- -330-4 с2. Способ поп, 1, отличающ и й с я тем, что, с целью улучше ния качества сварных соединений присварке алюминиевых сплавов, возбуждают знакопеременную дугу повышеннойчастоты той же длительности и паузы,при этом амплитуду тока прямой полярности устанавливают в 1,5 раза меньше амплитуды тока обратной полярности.1