Способ электрошлаковой сварки

ЬП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111984775 Союз СоветскихСоциалистических(53) УДК 621.791. 793 (088,8) Опубликовано 30.12.82. Бюллетень 48 по делам навбретеннй н открытийДата опубликования описания 05:01.83 Б. Ф, ЯкушинЛ. Ф. Башев, В, П. ТихоновЮ. В. Гордеев; А. С. Булгаков и И. И. Сущук;Слюсаренко(72) Авторы изобретения Московское ордена, Ленина, ордена ОктябрьскойРеволюции и ордена Трудового Красного Знамени":=-высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ 1Изобретение относится к машйностроению, а точнее к технологии сварочного производства и может быть использовано в процессе производства сварных конструкций электрошлаковой сваркой.Известны следующие способы электро- шлаковой сварки с регулированием глубины сварочной ванны: способ электрошлаковой сварки с введением дополнительной проволоки параллельно формирующим устройствам и свариваемым кромкам с периодическим переключением источника питания с основного электрода на дополнительную проволоку. ; способ электрошлаковой сварки с подачей дозированной мощности 2,При способе электрошлаковой сварки с подачей дозированной мощности 2 напряжение на электродной проволоке периодически отключается. В период отключения напряжения электродная проволока подается в качестве присадочной. В результате этого более полно используется теплота, выделяемая при электрошлаковом процессе. Этот способ имеет следующие недос гатки:1. Не учитывается изменение параметров режима и условий сварки в результате технологических возмущений (изменение напряжения сети, зазора между свариваемыми кромками, глубины шлаковой ванны), т. е. нет обратной связи между технологическими возмущениями и количеством вводимой дополнительной проволоки, что приводит к увеличению глубины сварочной ванны и появлению горячих трещин.2. Время подачи дополнительной проволоки без напряжения ограничено, так как недопустимо погружение электрода в металлическую ванну. При погружении конца электрода в металлическую ванну и последующей подаче на. его напряжения происходит нарушение стабильности электрошлакового процесса.Известен способ электрошлаковой сварки 3, при котором скорость подачи электродных проволок в шлаковую ванну регулируют в зависимости от проводимости межэлектродного промежутка. Недостатком этого способа является необходимость жесткой стабилизации сварочного тока и, кроме того, этот способ не мо. жет быть использован для регулирования глу бины металлической ванны, так как при изменении скорости подачи электродных про984775 50 волок изменяется глубина металлическойванны.Известен способ электрошлаковой сварки с введением дополнительной проволокипараллельно формирующим устройствам исварочным кромкам и периодическим переключением источника питания с основногоэлектрода на дополнительную проволоку 1.При переключении источника питания с одного электрода на другой осуществляется изменение направления линии сплавления и конфигурации сварного шва по его длине. Этопозволяет, получить лучшую, по сравнениюсо способом 2 форму сварочной ванны иповышенную технологическую прочность металла шва.Однако при данном способе электрошлаковой сварки также не учитывается изменение параметров режима и условий сварки в результате технологических возмущений, т, е. нет обратной связи между технологическими возмущениями и количествомвводимой дополнительной проволоки, чтоприводит к возникновению горячих трещин,Также ограничено время подачи электродной проволоки без напряжения из-за потери стабильности электрошлакового процесса.Цель изобретения - разработка способаэлектрошлаковой сварки, обеспечивающегоповышение технологической прочности засчет автоматического регулирования глубины сварочной ванны.Поставленная цель достигается тем, что,согласно способу электрошлаковой сваркис использованием дополнительной присадочной проволоки, подаваемой параллельно свариваемым кромкам, в процессе сварки измеряют величину сопротивления металлической ванны и регулируют скорость подачи дополнительной присадочной проволокив зависимости от изменения электрическогосопротивления металлической ванны, т. е.введением стока тепла в объеме сварочнойванны в виде дополнительной проволоки ирегулированием ее скорости пропорционально сопротивлению, измеренному на дополнительной проволоке,На чертеже представлена схема элект-,рошлаковой сварки с регулированием глубины сварочной ванны.Принцип способа электрошлаковой сварки с регулированием глубины сварочной ванны состоит в следующем.Дополнительная проволока 1 подаетсяизолированно от электрода 2 под небольшимуглом в центральную зону сварочной ванны 3.Скорость подачи дополнительной проволокиопределяется скоростью ее плавления в сварочной ванне при заданном режиме электрошлаковой сварки, гарантирующем стойкость металла шва против горячих трещин.На дополнительной проволоке замеряется сопротивление Й, которое изменяется прямопропорционально .изменению глубины металлической ванны. Глубина металлической ванны при электрошлаковой сварке определяет технологическую прочность наплавленного металла. Колебание элементов режима и условий электрошлаковой сварки приводят к изменению глубины сварочной ванны и технологической прочности. Для стабилизации технологической прочности в блок 4 сравнения через задающий блок 5 вводится значение параметра пропорционального требуемой технологической прочности. Увеличение глубины сварочной ванны Н приводит к увеличению сопротивления К и рассогласованию блока 4 сравнения. При этом блок 4 выдает сигнал блоку 6 управления на увеличение скорости подачи дополнительной проволоки через механизм 7 подачи. Скорость подачи дополнительной проволоки возрастает, количество тепла, отбираемого на ее плавление от металлической ванны также возрастает, и поэтому глубина сварочной ванны снижается, что приводит к уменьшению величины К, которая становится равной заданной; система возвращается в исходное положение. Уменьшение глубины сварочной ванны приводит к снижению величины К и рассогласованию блока 4 сравнения, который при этом выдает сигнал блоку 6 управления на уменьшение скорости подачи дополнительной проволоки через механизм 7 подачи. Величина скорости подачи снижается, соответственно возрастают величины Н и Я и становятся равными заданным значениям; система возвращается в исходное положение, Таким образом, обеспечивается оптимальная глубина сварочной ванны вне зависимости от изменения режима электро- шлаковой сварки.Пример. Произведена электрошлаковая сварка образцов из стали 09 Г 2 С толщиной 50 мм. Режим сварки: сварочный ток 850 - 900 А, а напряжение сварки 57 - 58 В, род тока - постоянный, скорость подачи основного электрода 580 м/ч, скорость подачи дополнительной проволоки 306 м/ч, диаметр основного электрода и дополнительной проволоки 3 мм. Оптимальная величина К составляет 0,025 Ом, Подача дополнительной проволоки и автоматическое регулирование глубины сварочной ванны позволяет получить сварной шов, стойкий к образованию горячих трещин. 5 1 о 15 20 25 ЭО 35 4 О 45 В результате применения изобретения появляется возможность производить электрошлаковую сварку на форсированных режимах с заданной глубиной сварочной ванны, гарантирующей более высокую стойкость металла шва против образования горячих трещин по сравнению с прототипом. формула изобретенияСпособ.электрошлаковой сварки с использованием дополнительной присадочной проволоки, подаваемой параллельно сваривае984775 мым кромкам, отличающийся тем, что, с целью повышения технологической прочности путем поддержания постоянной глубины сварочной ванны, в процессе сварки измеряют величину сопротивления металлической ванны и регулируют скорость подачи дополнительной присадочной проволоки в зависимости от изменения величины сопротивления металлической ванны. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР413006, кл. В 23 К 25/00, 11.10,71 (прототип):2. Авторское свидетельство СССР2 17572, кл, В 23 К 25/00, 15.11.67.3. Авторское свидетельство по заявке2966149/25-27, кл. В 23 К 25/00, 30.07.80. Составитель ТТехред И. ВересТираж 1153Государственногоелам изобретений исква, Ж - 35, РаушПатент, г. Ужгоро комитеоткр ская н д, ул. едактор Л. Власенко аказ 10037/18 ВНИИП по 113035,Филиал ПП