Способ электромагнитного перемешивания расплавленного металла сварочной ванны

ОП ИСАНИЕ Со 1 оз СоветскикСоциалистическиеРеспублик и 1 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)приоритет во делам изобретение и аткрытнйпубликовано 15. 04. 82, Бюллетень МДата опубликования описания 18.04,82 3) УДК 621.791 75 (088.8)) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА СВАРОЧНОЙ ВАННЫ 2 сами иск етног Изобретение относится к сваркеэлектрической дугой в среде защитныхгазов и может применяться при изго-товлении сварных сосудов, трубопроводов и других изделий,Известен способ электродуговойсварки потолочных швов, согласно которому на сварочную ванную и дугувоздействуют переменным продольнымнеоднородным магнитным полем повышенной частоты, На сварочную ванну и дугу дополнительно воздействуют постоянным продольным неоднородным магнитным полем, индукция которого меньшеиндукции переменного 1,Известен также способ электродуговой сварки с электромагнитным пере"мешиванием расплавленного металла сварочной ванны под действием аксиальных реверсирующих полей, при которомсоздают дополнительный магнитный поток в виде постоянных импульсов, приэтом постоянные импульсы дополнительного магнитного потока изменяют интерполярно с импуль д р о магнитного потока 2 .Известен способ дуговой сварки всреде защитных газов, при котором осуществляют колебания дуги двумя поперечными магнитными полями. Согласно этому способу сварочной дуге сообщают колебания вдоль сварного шва с помощью поперечных переменного и импульсного магнитных полей разных частот 3),Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату к изобретению является способ электромагнитного перемешивания расплавлен" 15ного металла сварочной ванны, согласно которому расплавленный металл сварочной ванны перемешивают знакопеременным магнитным полем, получаемым при пропускании тока через соленоид (электромагнит) дискретных импульсов, выделенных из синусоидального напряжения промышленной частоты однополупериодным выпрямлением при этомиспользуют импульсы повышенной скважности, величина которой кратна частоте питающего напряжения 4,Недостатком известного способа является малая эффективность перемешивания ванны при сложной и изменяющейся конфигурации ванны, Если воздействие на ванну характеризуется дискретным частотным спектром, то частотная характеристика ванны - изменчивостью 1 о во времени. Несогласованность спектра воздействия с частотной характеристикой ванны снижает эффект перемешивания металла ванны. Так, при сварке разнородных металлов крупномасш- И табная область ванны откликается на сравнительно низкочастотные воздействия, а. мелкомасштабные области и микрообвемы - на сравнительно высокочастотные, Крупные кристаллические обра О зования и мелкие зародыши имеют различные резонансные частоты. В любой момент времени сварки частотная .характеристика ванны не.известна. Кроме того, ее в процессе сварки не из з меряют, Эффективность воздействия на сварочную ванну наиболее высока нао резонансных частотах. Ее можно выразить в видеш тсх305(и) 5 ванны ы)сЬгш палмальная частоты, накоторые откликаетсяванна;5(ы) - спектр воздействия;5 ванны(и) - чувствительность ванны;и - текущая частота в по- влосе от ы , до иСогласно известному способу вполне возможно несовпадение спектров воздействия и чувствительности ванны из-. за изменяемости последней во времени.45 8 этом случае, эффективность воздействия на ванную равна. нулю.Целью изобретения является повышение качества сварных швов путем повышения эффективности перемешивания расплавленного металла сварочной ванны.Цель достигается тем, .что согласно способу электромагнитного перемешивания расплавленного металла свароцной ванны, при котором расплавленный металл сварочной ванны перемешивают знакопеременным магнитным полем, получаемым при пропускании тока через обмотку электромагнита, в качестве тока, пропускаемого по обмотке электромагнита, используют ток с непрерывным частотным спектром, выделенный из сигнала генератора шума, при,этом ширину частотного спектра тока, выделенного из сигнала, берут не меньше ширины спектра частот электромагнитных волн, генерируемых сварочной ванной.Таким образомна дугу и ванну воздействуют магнитным полем, частотный спектр которого непрерывен, а ширина спектра равна или больше полосы чувствительности свароцной ванны. Такое магнитное поле получают при питании электромагнита током, выделенным из шумоподобного сигнала электрического генератора шума полосовым фильтром. Широкополосный по частоте ток генератора шума изменяется во времени по случайному нормальному закону, характеризуется эффективным (среднеквадратичным ) значением и спектральной характеристикой. Частотный спектр тока непрерывный, Так, у генератора шума на непроволочных сопротивлениях спектр сигнала непрерывен и равномерен от нескольких герц до нескольких мегагерц.Из этого широкополосного сигнала выделяют с помощью электрического фильтра необходимую и достаточную полосу частот, которая в свою очередь определяется границами эффективной полосы чувствительности ванны с учетом изменения ее во времени. Например, полоса чувствительности ванны в течение короткого времени 1 мин не выходит зз пределы 20-300 Гц, а в течение всего времени сварки 15-400 Гц. Поэтому из широкополосного напряжения выделяют полосу частот 15-400 Гц. Выделенным напряжением питают электромагнит, создающий магнитное поле в зоне дуги и .ваннны, Магнитное поле воздействует на все составляющие ванны, на крупно- и,мелкомасштабные области ванны, на крупные и мелкие кристаллические образования ванны независимо от непрерывных изменений во. времени резонансных частот каждой ее составляющей, Это происходит потому, что частотный спектр магнитного поля сплошной и воздействие не ослабевает при изменениях резонансных частот составляющих ванны.Тираж,1151 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 2227/11 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 9198П р и м е р, В качестве генератора шума используют генератор Г 2-37. В диапазоне 15 Гц - 20 кГц он имеет непрерывный и равномерный спектр сигнала, Производят аргоно-дуговую сварку неплавящимся электродом нержавеющей аустенитной стали 12 Х 18 Н 01 Т/5 с алюминиевым сплавом АМЦ. Толщина деталей 2 мм, сварочный ток 140- 150 А, скорость сварки 10-12 м/ч 1 о длина дуги 1,5 мм. Полосовой фильтр для выделения полосы частот с 15- 300 Гц построен,на индуктивностях. и емкостях. Эффективное значение случайного магнитного поля в зоне. дуги 15 и ванны 180 Гс. В результате сварки получены сварные соединения, равно- прочные сплаву АМЦ,Так как в любой момент времени обеспечивается воздействие на все 2 в составляющие сварочной ванны, согласно данному способу достигается повышение эффекТивности и надежности перемешивания расплава ванны, улучшение за счет этого качества сварных 25 соединений.формула изобретенияСпособ электромагнитного перемешивания расплавленного металла свароч 18 6,ной ванны, при котором, расплавленныйметалл сварочной ванны перемешиваютзнакопеременным магнитным полем, получаемым при пропускании тока через об"мотку электромагнита, о т л и ч а ю "щ и й с я тем, что, с целью повыше-.ния качества сварных швов путем повыщения эффективности перемешивания расплавленного металла сварочной ванны,в качестве, тока, пропускаемого пообмотке электромагнита, используютток с непрерывным частотным спектром,выделенный из сигнала генератора шума, при этом ширину частотного спектра тока, выделенного из сигнала, берут не меньше ширины спектра частотэлектромагнитных волн, генерируемыхсварочной ванной.,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР479579, кл, В 23 К 9/08, 26.06.72. 2. Авторское свидетельство СССР У 478697, кл. В 23 К 9/08, 22.05.73. 3. Авторское свидетельство СССР й 616075, кл. В 23 К 9/08, 06,03 75. 4. Авторское свидетельство СССР У 305969, кл. В 23 К 9/08, 30.10.69.