Способ ручной дуговой сварки

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. свид.ву(21) 214979 ьное к а ни 2) 1,07,75 Кл ле 3 К 9/О исоединением звявк Гасударственный иамит Совета Министров ССС ао делам изобретений н открытий, А, Казакевичус и А аужад Вильнюсское отделение Всесоюзного научно-иссле довател проектно-конструкторского и технологического институт электросварочного оборудования ког(71) Заявите ОВОЙ СВАР НО 54) СПОСО Изобретен и наплавке ме но, например, ЛОУНЫХ ШВОВ первых слоев мых с одной ие относится таллов и мож при сварке в деталей ра стыковых со стороны. к дуговои сварке ет быть использова ертикальных и пото злиуных толгциц и динений, заваривае При сварке вертикальных ц потолоуцых швов, деталей различных толшин и первых слоев стыковых соединений, завариваемых с одной стороны необходимо регулировать тепловложение в шов с целью исклюуения стекания жидкого металла, прожогов и проплавления основного металла. На практике регулирование тепловложения в шов осуществляется путем ведения процесса сварки с периодическими прерываниями горения дуги. Для этого, по мере необходимости, сварщик удаляет электрод из зоны сварки, растягивает и обрывает дугу. По истечении некоторого времени, необходимого для частичного застывания или увеличения вязкости металла сварочной ванны и определяемого параметрами процесса сварки (режимом сварки, толщиной свариваемого металла, величиной зазора между свариваемыми деталями, толщиной притупления кромок, положением шва в пространстве), сварщик вновь возбуждает дугу и продолжает процесс сварки. Такому методу регулирования тецловложения в шов присущи существенные недостатки.Например при знауцтельном удлинении дгц, необходимом для ее обрыва, нарушается цормальное формирование шва ц ухудшаются физико-металлургцуескце условия процесса сварки (перегрев электродного металл, выгорацце цз него элементов), так как прц большой длине дуги ухудшается зашита расплавленного электродного металла от воздействия воздуха, О а продолжительность пребывания его в зоневысоких температур (столб луги) возрастает.Это приводит к появлениюдефсктов в металле шва и снижению качества сварного соединения.Чем лучше сварочные свойства истоуццка питания, обеспечивающие высокую эластичность дуги и стабильность процесса сварки, тем больше нужно растягивать дугу, чтобы ее оборвать и, следовательно, тем ниже качество сварного соединения при известном способе сварки.Использование источника с более пологойвнешней статической характеристикой, обесцеуивающей сравнительно низкую эластичность дуги, а следовательно, и ее обрыв при мецьшей длине, затрудняет возбуждение дуги; снижает стабильность процесса сварки, повышает разбрызгивание металла. В результате снижается 5 качество и производительность сварки. Кроме603520 того, пеобхозмость повторных возбужденийпрп пзсел ном способе сварки здтрудпет процесс сварки и сниждст ее производительнгеть1 зьсегеп способ автоматического ограниченп продолжительности дуговой сварки 11, 5 заключающийся в гашении дуги путем ее шунтировдния по истечении заданного времени переклкнающим элементом, подключенным парал. лельо дуговому промежутку.ввестий способ нс нц енечивает качественной сварки протяженных швов, так кдк посгв ле гашения дуги, для продолжения сварки неооходимо вновь ручным коммутатором подключить схему и возбудить дугу. Поэтому известные способ и устройство применены лигиь при сварке отдельными короткими швами или элек" 1 оздклепкдми.Из известных способов наиболее близок к 1 ел,даемом по тсхи ической с щности способ сварки модулированным током, заключакнцийся в периодическом понижении сварочного тока по заданной программе 2.20При этом способе уже нет необходимости в периодических обрывах дуги, следовательно нет и поворотных ее возбуждений. Однако известный способ не позволяет регулировать продолжительность периодов большего и меньшего25 токов непосредственно в процессе сварки в зависимости от изменяющихся его параметров.11 ри сварке вс ртикальных и потолочных швов, дегдлей различных толщин и первых слоев стыковых соединений, завариваемых с одной стороны, величина и время достижения критпческо- Зо го гепловложеия в шов, превышение которого нрпводиг к стеканию металла и прожогам, определяются многими параметрами процесса сва ркп, например величиной зазора между сваривдемыми деталями, толгциной притупления кромок, положением шва в пространстве, режимом сварки. Эти параметры в большинстве случаев и процессе сварки непостоянны и нерегулярны (напр мер, неравномерна толщина притуплени кромок, при сварке неповоротных стыков тр) б непрерывно меняется положение шва в40 пространстве). В результате величина и время достижения критического тепловложения в шов на отдельных участках сварного соединения не одинаковы. Так как тепловложение в шов рс гу, прустся величиной и продолжительностью сварочного тока, следовательно и импульсы тснсд при сварке модулированным током для достижения наиболее высокого качества сварного соединения должны быть не постоянны в процессе сва)экп, д изменяться В функции от измсняющпхся параметров этого процесса, Продолжительность пауз - периодов меныпеГо тока аналогичным образом определяется параметрами процесса сварки, Изл ни Н 515 ллитс льность пауз приводит к снижению производительности сварки, а недостаточная -- к прожогам.В известном способе сварки модулированным током длитс л ьность имил ьсов и пах 3 взаимосвязана, определена заданной программой и в процессе сварки неизменна, что не всегда соответствует оптимальным условиям сварки и в результате ххмдгцаез кдчсство сварного соединения. 60 4Цель изобретения -- повышение качества сварки вертикальных и потолочных швов, деталей различных толщин и первых слоев стыковых соединений, завариваемых с одной стороны,Для этого согласно предлагаемому способу используют импульсы и паузы тока геременной (нерегулярной) продолжительности, определяемой параметрами процесса сварки. Продолжительность импульсов и пауз тока регулируются сварщиком непосредственно в процессе сварки подачей управляющего сигнала (падения напряжения на дуге) на схему переключения характеристики источника питания путем удлинения дуги при достижении критического тепловложения в шов и ее укорочения при остывании (частичном затвердевании или достижении необходимой вязкости) сварочной ванны.На фиг. 1 приведена схема дуговой сварки предлагаемым способом; на фиг. 2 а, б - характеристики источника питани .: на фиг. 3 -- кривые напряжения и тока дуги.В начале процесса сварки между электродом 1 и изделием 2 возбуждается дуга, которая питается от источника 3, настроенного на характеристику а,. Осуществляется процесс сварки дугой номинальной длины 1 током 1 при напряжении на дуге Ь (импульс тока). Падение напряжения на дуге подается на блок 4 управления, который выдает команды переключающему устройству 5 (например электромагнитному или тиристорному контактору). Г 1 ри достижении критического тепловложения в шов сваргцик увеличивает длину дуги, что приводит к увеличению напряжения на дуге.11 ри достижении заранее заданного напряжения на дуге И; (при длине дуги 1 г) блок 4 подает команду нд устройство 5, которое переключает источник на характеристику а . Теперь горение дуги происходит при длиненапряжении э и меньшем токе 1, (пауза) При остывднии (частичном затвердении) сварочной ванны сварщик укорачивает дугу до исходной длины 1 а устройство 5 при этом переключает источник 3 вновь на характеристику аь Начинается новый импульс тока, процесс повторяется.Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить непосредственно в процессе сварки импуле тока 1, и пазы с различной продолжительности, определяемой изменяющимися параметрами процесса сварки. В общем случае 1,= 1,=- т.,=-1-;-с , хотя в частных случаях некоторые пз этих периодов могут быть равны между собой.Ьлок управления обеспечивает переключение хавактевистики источника питания с большего тока на меньший при незначительном удлинении дуги. Для этого его настраивают в процессе сварки тдк, что переключающее устройство не срабатывает от технологических возмущений при сварке дугой номинальной дли. ны 1 и срдбдтывдот при незначительном ее длпнении, соответствуюшсм повышению напря женця, например, на 1 - -2 В.11 ереключение характеристики источника питания может осуществляться различными спо(.оставитсль Г. Тют сТскрел О. Л говая Тираж 263 ваКорректор А. рвпевкПолонское Редактор Э. ПятигорскийЗаказ 1975/15 втсга (.о свай лвс к; Угк рл ста М,висрвоткрв; йао.,. Ч 5ул. 11 росквлв. 1 ЗНИИП)рствевног ко легам вврс Москва, Ж -35, 11 Патег, г. 1 л ао 035,11 П1131с собами в зависимости от типа применяемого источника питания, например введением в сварочную цепь дополнительного балластного сопротивления, перекачиванием числа витков последовательной размагничивающей обмотки, из менением угла открытия тиристоров и переклочением тока подмагничивания. Предлагаемый способ сварки по сравнению с известными способами позволяет регулировать тепло вложение в шов непосредственно в процессе сварки в зависимости от изменяющихся его параметров, что существенно повышает качество сварки вертикальных и потолочных швов, деталей различных толщин и первых слоев стыковых соединений, завариваемых с одной стороны. 15 Фор,у.а изобрегеничСпособ ручной дуговой сварки модулированным током, при котором величину тока импульса и паузы получают изменением внешней характеристики источника питания, отлпчаюиийсл тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, длительности импульсов и пауз тока выбирают переменной продолжительности путем соответствуюцего укорочения и удлинения луги.Источники информации, принятые во вн- мание при экспертизе:1. Патент Франции1573318, кл. В 23 К 9/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССР327012, кл. В 23 К 9/00, 1970.