Способ сварки электрической дугой, управляемой поперечным магнитным полем

Союз Советскик Социалистических Республик(23) Приоритет В 23 К 9/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийе Опубликовано 15.0780.Бюллетень М 9 26 Дата опубликования описания 15, 07, 80(54) СПОСОБ СВАРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГОЙ, УПРАВЛЯЕМОЙ ПОПЕРЕЧНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ Изобретение относится к сварке электрической дугой, управляемой магнитным полем,и может быть применено в машиностроении и приборостроении для сварки изделий, преимущественно из алюминиевых сплавов.Известен способ сварки изделий из алюминиевых сплавов, при котором применяют сварочную дугу переменного то-.1 О ка с постоянной составляющей, а изделие или дугу (горелку) перемещаЮт.относительно друг друга 11 . Однако перемещение осуществляют при помощи сложных механизмов, треб;= 15 ющих значительных затрат для,их осД- ществления. Кроме того, этот способ имеет низкую производительность.Скорость сварки составляет 10-30 м/ч,Известны способы сварки металлов 20 без применения сложного оборудования для относительного перемещения дуги и изделия при высокой производительности. В частности, известен способ сварки кольцевых швов дугой постоян ного тока обратной полярности, управ- ляемой магнитным полем, при котором сварку осуществляют после многократного перемещения дуги путем осадки раэогретых кромок (2 1 и (3). 30 Однако за счет осадки по всему сечению шва образуется грат,который снижает качество соединения.В случае применения сварки без осадки невозможно получить соединение на всю толщину свариваемого материала, так как возникающая при этом жидкая ванна.по всему сечению металла стекает с кро-. мок в зоне шва.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к описываемому изобретению является способ дуговой сварки в среде защитных газов с неплавящимся электродом, дугой постоянного тока прямой полярности, управляемых поперечным магнитным полем 4(.Однако осуществление этого способа для сварки иэделий из алюминиевых сплавов связано с трудностями получения швов с равномерным формированием: проявляется неравномерность чешуек и ослабление шва. Высокое ка" чество сварных соединений из алюминиевых сплавов обеспечивает сварка на переменном токе, Однако при данном способе дуга переменного тока не может перемещаться в магнитном поле, так как она совершает колебательные перемещения.747643 Сварка пластин из алюминиевого сплава АМгб толщиной б мм Неравномернаяширина шва игрубая чешуйчатость Наблюдаютсяотдельныеобрывы 120 15 Шов с равномерными чешуйками и шириной Горениестабильное 120 30 3 8001,6 120 То же 40 То же 120 г,г Шов с грубымичешуйками 120 120 15 То же 1208 Обрыв дугипри наложениишвов Неравномерныечешуйки. Шов с равномерными чешуйкамии шириной 120 4 Горение стабильное 120 3 200 То же То же 75 120 1,6 110 120 Шов с грубымичешуйкамиТо же 120 Цель изобретения - обеспечениеперемещения дуги по заданной траектории с заданной скоростью и повышениекачества сварного шва при однопроходной сварке путем катодной очисткисварочной ванны,Цель достигается тем, что в спо"собе сварки электрической дугой, уп"равляемой поперечным магнитным полем,при котором сварку ведут неплавящим"ся электродом на постоянном токепрямой полярности, на дугу накладывают переменный ток,величина силы ко-торого в 1,5-4 раза превышает величину силы постоянного тока.Наложение переменного тока на постоянный ток прямой полярности в укаэанном соотношении не препятствуетперемещению дуги в магнитном поле полюбому контуру (линии) соединения сзаданной скоростью и обеспечиваетсварку иэделий эа один проход с полным проплавлением материала при высоком качестве соединения.На чертеже изображены графики подводимых и результирующих значенийтоков, поясняющие описываемый способ.Способ сварки осуществляется следующим образом.На неплавящийся электрод, расположенный в зоне магнитного потока синтенсивностью порядка (50-200) 10"Т,от двух источников питания или отспециального источника питания переменного тока с регулируемой постоянной составляющей одновременно подаются постоянный ток 3 =20-200 Апрямой полярности и переменный ток3 = 30-300 А, В результате наложения3 и 3 происходит возрастание полупериода тока прямой полярности, характеризующееся Дв зоне А, на величину постоянного тока прямой полярностиПри этом полупериод обратной полярности И зона В) снижает своезначение на такую же величину.15 Взаимодействие постоянной составляющей тока прямой полярности (зона А) с поперечным магнитным полемобеспечивает перемещение дуги соскоростью порядка 50-120 м/ч в зави симости от интенсивности магнитногополя и тока дуги. Полупериод токаобратной полярности (зона В) разрушает окисную пленку на поверхности металла (сварочной ванны) за счет катодного распыления. Сила наложенногопеременного тока должна в 1,5-4 разапревышать величину постоянного тока.Результаты опытных испытаний предлагаемого способа сварки приведены втаблице.747643 20 НИИ Заказ 6547 ираж 1160 Подписное нлиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Превышение силы переменного тока менее чем в 1,5 раза снижает ток ду ги обратной полярности (эона В) до таких значений, когда эффект разрушения окисной пленки с поверхности сварочной ванны значительно уменьшается. Это приводит к неравномерному формированию швов, как при сварке на постоянном токе прямой полярности. Не", равномерность форсирования шва постепенно возрастает по мере снижения величины наложенного переменного тока,Превышение силы переменного тока более чем в 4 раза приводит к увели" чению тока дуги обратной полярности которая взаимодействуя с магнитным полем, периодически и скачками начи нает перемещаться в обратном направлении, иэ-за чего наступает неравномерная скорость перемещения дуги, что снижает качество соединения.При превышении переменного тока дуги более чем в 5 раз наступает колебательное перемещение дуги, т.е, исключается ее перемещение по линии соединения.В результате осуществления сварки деталей из алюминиевых сплавов по данному способу получены качественные сварные соединения при высокой производительности. По сравнению с автоматической аргоно-дуговой сваркой производительность процесса свар ки увеличивается в 2-3 раза. Скорость сварки 60-120 м/ч. ФормУла изобретенияСпособ сварки электрической дугой, управляемой поперечным магнитным Нолем, при котором сварку ведут неплавящимся электродом на постоянном токе прямой полярности, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения перемещения дуги по заданной траектории с заданной скоростью и повышения качества сварного шва при однопроходной сварке путем катодной очистки сварочной ванны, на дугу накладывают переменный ток, величина силы которого в 1,5-4 раза превышает величину силы постоянного тока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 187187, кл. В 23 К 9/10, 1966.2. Авторское свидетельство СССРР 166981, кл. В 23 К 9/00, 1958.3, Бокштейн Р.Л. Технологическиепредпосылки создания оборудованиядля сварки встык труб дугой, управляемой магнитным полем. Сб. "Современное оборудование для сварки" М.,1969, с.105-108,4. Волчков Р,В, Особенности перемещения дуг в поперечном магнитном поле с неплавящимся электродом.