Способ сварки сжатой дугой

806 311 обеспечивает сварку стыков, толщинойне более 12 мм.Цель изобретения - обеспечение постоянной заданной глубины проплавления с одновременным качественным формированием сварного шва.Ноставленная цель достигается тем,что увеличение расхода производят завремя Т, а уменьшение расхода производят за время Т, удовлетворяющие со 10 отношениеТ ГТ , где Г - время релаксации,ойределяемое в соответствии с глубиной проплавления, вязкостью расплавленного металла и поверхностным натяжением расплавленного металла,Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Сварка производится при относительном перемещении деталей и сжатой дуги, горящей в потоке плазмо 20 образующего и защитного газа междуэлектродом плазмотрона, снабженногостабилизирующим соплом, и свариваемым изделием, Подача плазмообразующего газа непрерывно меняется так,25 что время Т 1 увеличения расходаплаэмообразующего газа и время Туменьшения расхода плазмообразующего газа соответствуют соотношению,приведенному выше. Время силовоговоздействия плазменной дуги на ванну расплавленного металла выбранотак, что в момент повышения давления происходит образование кратеразаданной глубины, а за время уменьшения давления, образованный ранеекратер не успевает изменить своейконфигурации за счет инерционностирасплавленного металла,40 45 0 55 60 65 плавления колеблется вместе с колебаразделки кромок стыковых соединений из нержавеющих илегированных сталей, толщиной 12 мм и титана, толщиной до 20 мм. При этом обес печиваются минимальное отношение ши рины шва к глубине проплавления,незначительная эона термического влияния и высококачественная защита поверхности сварочной ванны.Основным недостатком сварки проникающей плазменной дугой являет- ся жесткие требования к поддержанию режима сварки: тока дуги, расхода плазмообразующего и стабилизирующего газа, скорости сварки, Отклонение лю. бой из этих величин от оптимальной при сварке металла заданной величины приводит либо к прожогу из-эа того,что вес расплава сварочной ванны начинает превышать силы поверхностного натяжения, либо к образованию двойной дуги из-эа того, что металл проплавляется не на всю глубину, обраэуется высокотемпературный фыкел от-раженного газа, замыкающий промежуток между соплом и изделием,Известен также способ сварки сжатой дугой, являющийся усовершенствованием предыдущего, при котором создают непрерывную пульсацию давленияна ванну расплавленного металла,длячего расход плазмообразующего газапериодически уменьшают и увеличивают 21,Силовое воздействие на сварочнуюванну осуществляется за счет непрерывной пульсации расхода плазмообразующего газа. Это позволяет за счетизменения мгновенных значений расхода плазмообразуюшего газа по синусоидальному закону повысить действующее значение расхода и получить в среднем дугу, занимающую промежуточное положение между непроникающей и проникающей дугой.Недостатком способа является закон, по которому происходит изменение мгновенных значений расхода плаэ мообразующего газа, Для сверления кратера .еобходимо, чтобы время воэ" действия повышенного расхода плаэмообразующего газа на сварочную ванНу было больше времени релаксации процесса образования в расплаве кратера заданного размера.При времени действия пониженного расхода равном време. ни воздействия повышенного расходапроисходит полное заполнение образованного ранее кратера, Это приводитк тому, что при сварке глубина прониями расхода плаэмообразующего газа. Для снижения этого отрицательногоэффекта необходимо строго согласовывать скорость сварки с параметрамипроцесса изменения расхода плаэмообразующего газа, током дуги, диамет-;ром канала стабилизирующего сопла.Поэтому усовершенствованный способ При сварке сталей, алюминия и меди время релаксации кратера заданной глубины, образованного в расплавленном металле, связано вязкостью и поверхностным натяжением расплавленного металла и может быть определено по формуле=Нгде Н - глубина кратера, см;вязкость расплавленного металла,Ан сд. - . поверхностйое натяжениерасплавленного металла, - .днсм "Величина 7 имеет размерность времени и равна времени релаксации образования в расплаве кратера задан. ной глубины Н.При осуществлении предлагаемого способа Алина столба дуги, в том числе и части столба дуги, погруженной в металл, неменяется во времени, В результате максимально используется тепловая энергия дуги, а также гарантируется постоянная глубина проплавленияПульсация расхоа плаэмообразующего газа и связанная с этим пульсация силового воздействия плазменной дуги на ваннуМе- Толщи-таллна,см5 Сталь 0,5 0,4-0,6 0,60,3 0,8-1,1 1,1 1,2-1,7 1,7 0,7 1,0 1 О 1 5 1,5 2,2 1,6-2,2 2,0 1,0 1,2 1,2 Медь 0,515 2,2 2,3 2,4 3,6 3,4 3,5 1,5 4,5 4,6 4,7 2,0 20 30 Формула изобретения Способ сварки сжатой дугой, прикотором создают непрерывную пуЛьсацию давления на вэнну расплэвленио 40 го металла, для чего расход плазмообразующего газа периодически уменьшают и увеличивают, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения постоянной заданной глубины45 проплавления с одновременным качественным формированием сварного шва,увеличение расхода производят завремя Т , а уменьшение расходаРпроизводят за время Т, удовлетворяющих соотношение Т т СТ,гдеГ - время релаксации, определяемоев соответствии с глубиной проплавле.ния, вязкостью расплавленного металла и поверхностным натяжением расплавленного металла.55Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Способы механизированнойплазменной сварки металлов непроникающей и проникающей дугой, в . Сва 60 рочное производство, 1968, с,21-2.2, Патент США Р 3324278,кл, 219-137, 1964,Тираж 1159 ПодписноеУжгород, ул. Проектная, 4 расплавленного металла создают услония для качественного формированиясварного шва.П р и м е р 1. Производитсяплазменная сварка стали марки 10 ХСНД,толщиной 12, Сварка ведется в режиме наплавки валика в атмосфереуглекислого газа. Диаметр каналастабилизирующего сопла плаэмотронаб мм, ток дуги 480 А, Скорость сварки постоянна и равна 50 м/ч. Используется присадочная проволока марки09 Г 2 С, диаметром 2 мм. Скорость по-дачи присадочной проволоки 400 м/ч,Пульсация расхода плазмообраэующегогаза создается клапаном, установленным на входе плаэмотрона. Открытие изакрытие клапана осуществляется кулачковым механизмом с регулируемымсоотношением времени открытия и закрытия.Расход защитного газа 2000 л/чДавление перед клапаном при непрерывной подаче плазмообразующего газа2,0 кгс/см, расход плаэмообразующего газа 240 л/ч, При пульсирующейподаче газа давление перед клапаномсоставляет 5 кгс/см , действующеезначение расхода плаэмообразующегогаза - 300 л/ч.Параметры режима подачи плазмообраэующего газа выбираются по формулеЪО=Ив(где Н=1,0 см; =1,620 .; о =.1800 - ,Т = 1)1 с; Т= 0,7 с.При всех прочих. равных условияхглубина проплавления при сварке спульсирующей подачей плазмообразующего газа по предлагаемому законуизменения превышает глубину проплавления при непрерывной подаче плазмообразующего газа не менее, чем в2 раза,П р и м е р 2. Снаривается стыкиз стали 1 ОХСНД, толщиной 12 мм,Токдуги 500 А, диаметр канала стабилизирующего сопла б мм. Сварка произ -водится в атмосфере углекислого газа,Обратная сторона сварного соединенияформируется на флюсовой подушке.Подача плазмообразующего газа производится с помощью пульсатора, описанного в примере 1. Параметры изменениярасхода плаэмообразующего газа: Т=1,2 с; Т =О,бс; частота Й=0,6 Гц. Вкачестве присадочной проволоки используется проволока марки 09 Г 2 С,диаметром 2 мм. Скорость подачи проволоки 360 м/ч, Сварка производитсябеэ разделки кромок эа один проход,скорость ее - 70 м/ч,Режимы сварки за оцин "проход счИковых соединений с пульсирующейпода-,чей газа для нержавеющих и легированных сталей, а также для медиприведены и таблице.ВНИИПИ Заказ 124/20,Филиал ППП "Патент", г При пульсирующей подаче плазмообразующего газа по предлагаемому способу достигаются н аи более к ачественные сварка корня шва и формирование кратера при сваркетолщиной до 16 мм, Положительный эффект от наложения импульсовтока на пульсацию расхода газа наиболее полно реализуется при регулиру.емом сдвиге во времени изменения то"ка и изменения расхода плаэмообразующего газа.