Способ дуговой сварки

ОПИСАНИЕИЗОВРЕтЕНИЯ, 81461 Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 04 Й 9,78 (21) 2657253/25-27с присоединением заявки йо(51) М. Кл.з В 23. К 9/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ДУГОВОИ СВАРКИ 10 Изобретение относится к дуговой сварке., применяемой, в частности для соединения алюминиевых шин при ремонтных работах в действующих цехах электролиза алюминия, и может быть использовано при выполнении сварочных работ в других установках при воздействии на дугу всешнего постоянного магнитного поля.Известны способы, при которых соединение тяжелых алюминиевых шин в цехах электролиза алюминия осуществляется дуговой сваркой при питании дуги постоянным током 1 и 2 .Однако выполнение такой сварки в действующих цехах электролиза при ремонте электролизеров чрезвычайно затруднено из-за наличия мощного постоянного магнитного поля, наводимого работающими электролизерами. Это приводит к искривлению столба дуги, к перемещению ее активного пятна по изделию, к частым обрывам дуги, вы-. плескам расплавленного металла сварочной ванны и другим явлениям, нарушающим процесс сварки и как следствие ухудшающим ее качество.Нормальные условия при использовании для сварки постоянного тока создаются при полном отключении тока в серии. Однако это приводит к большим материальным потерям из-за прекращения производства алюминия и практически нигде к этой мере не прибегают.При ремонте электролизеров с использованием сварки применяют снижение тока в серии, что также экономически невыгодно и, кроме того, не обеспечи-, вается полное устранение вредного. влияния внешнего магнитного поля на сварочную дугу и качество сварки.Наибольшее распространение получили попытки уменьшить влияние внешнего постоянного магнитного поля на процесс дуговой .сварки путем применения стальных магнитных экранов. Однако и этот метод защиты дуги от влияния внешнего магнитного поля имеет серьезный недостаток, заключающийся в том, что для уменьшения магнитного поля внутри экрана до величины, при которой обеспечивается качественный процесс сварки, он должен иметь значительные габариты и массу. В случае применения стальных магнитных экранов для уменьшения влияния внешнего магнитного поля на сварочную дугу при ремонте электролизеров требования к их габаритам и массе особенно жесткие из-за специфической конструкции элект 814619для практических целей, а величиныО, 1, р и В известны, можно определить необходимую частоту переменного тока для выполнения качественной сварки по фо мулеО 1 РВ)2 АхПриведенная выше зависимость неучитывает всех факторов, влияющихна дугу, например, длины дуги, ееинерции и др. Поэтому ее использование для определения необходимой частоты сварочного тока является ориентировочной. Окончательный выбор диапазона частоты производится экспериментально. Установлено, что он должен быть в пределах от 600 до 10000 Гц.Основанием выбора частот от 600до 10000 Гц; является то обстоятельство, что при частоте, меньшей 600 Гц,колебания дуги приобретают недопустимые величины, что препятствует образованию сварного шва, а при частотесвыше 10000 Гц начинает значительносмазываться поверхностный эффект(вытеснение тока повышенной частотыв поверхностные слои проводника),который снижает глубину проплавления, уменьшая тем самым производительность процесса,Проводится сварка планок из алюминия марки АЕ толщиной 12 мм вольфрамовым электродом в среде аргбна.Сварка ведется внутри соленоида,обеспечивающего напряженность магнитного поля 5000 А/м в пределах магнитного поля, создаваемого работающейсерии электролизеров, Режим сварки:сварочный ток 250 А; диаметр вольфрамового электрода 5 мм; диаметр присадочного прутка 5 мм; расход аргона12 л/мин. Сварка проводится переменным током частотой 50 Гц и 600 Гц.Увеличение частоты переменного токаобеспечивает выполнение качественного сварного соединения.Таким образом,при .питании дугипеременным током повышенной частотысоздаются нормальные условия для сварки во внешнем постоянном магнитном поле, т,е, осуществляется защита дугиот влияния внешнего магнитного поля.Это позволяет значительно улучшитькачество сварных соединений, чтообеспечивает снижение потерь электроэнергии в сварных контактах ошиновкиэлектролизеров алюминия, Способ позволяет повысить производительностьтруда и сократить время ремонта электролизеров, а также избежать потерьот сокращения выпуска продукции,благодаря возможности выполнениясварки без отклонения серии электролиза и снижения технологическоготока в ней. Формула изобретения ролизеров, Кроме того, конструкцияэкрана не обладает универсальностью,т.е. будучи расчитанной для сваркитолько одного какого-либо узла, онане может быть применена для сваркиузлов другой конструкции.5Таким образом, известные способыдуговой сварки в постоянном магнитном поле, особенно алюминиевых шинэлектролизеров в действующих цехахэлектролиза алюминия не обеспечичают необходимого качества сваркииз-за недостаточной защиты дуги отвлияния внешнего постоянного магнитного поля.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ сварки, при котором сварку ведут на переменном токе в условияхработающего алюминиевого электролизера с применением экранов )3).Однако этот способ также не обеспечивает устранения влияния магнитного поля и требует экранов специальной конструкции.Цель изобретения - повышение качества сварных швов путем снижениявлияния магнитного поля.Поставленная цель достигается тем,что в способе дуговой сварки, прикотором сварку. ведут на переменномтоке в условиях работающего электролизера, используют переменный ток счастотой 600-10000 Гц.В результате использования токатакой частоты пондеромоторная сила,воздействующая на дугу, будет знакопеременной, и дуга будет совершатьколебательные движения около положения равновесия, при этом амплитудаколебаний дуги при прочих равных условиях будет зависеть не только отиндукции внешнего магнитного поля 40и величины сварочного тока, но и отего частоты.Амплитуды отклонения дуги (А,)при сварке переменным током определяются по следующей формуле 45Ч)(А2 Ггде Ч - скорость движения дуги;частота переменного тока.Зависимость для скорости движениядуги в магнитном поле определяется поФормулеЬ = 0 й(НУ,где Д - сварочный ток А;В - магнитная индукция;плотность газа при нормальных условиях, в котором движется столб дуги;О - постоянная.Откуда формула для определенияотклонения дуги в постоянном магнит)ном поле приним ет следующий видО Э РВХ 2 ЕУчитывая, что величина отклонениядуги до 5 мм является приемлемой Способ дуговой сварки, при котором сварку ведут на переменном токе814619 Составитель Г. КварталъноваРедактор Л. Белоусова Техред А.АчКорректор О. Билак Заказ 897/18 Тираж;1148 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 в условиях работающего электролизера,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения качества сварныхшвов путем снижения влияния магнитного поля, используют переменныйток с частотой 600-10000 Гц.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Перун И. В. и Гаген Ю. Г. Сварка алюминиевых шин в проиэводственных магнитных полях. "Автоматическая сварка", 1972, в.12, с.58-61.2. Гаген Ю, Г, и.др. Сварка узлов шинопроводов в магнитном поле. "Монтажные и специальные работы в строительстве", 1965, М 11, с.11-12.3. Гаген Ю. Г. и др, Ремонтная сварка поясов электролизеров в магнитном поле. "Автоматическая сварка", 1973, М 4, с.72-73.