Способ дуговой сварки плавящимся электродом

СС 103 СОВЕТСНИХщнц.нюаасннРЕСПУБЛИК 09) (11) эа) В 23 К 9/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР110 ДЕЛАМ НЭОЕ%ТЕНИЙ И ОТНЮТИЙ ЕОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /дН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ3 еай(56) 1. Ющенко К.А. и др, Скоростнаягазоэлектрическая сварка нержавеющихсталей дополнительно подогреваемойпроволокой. - "Автоматическая сварка", 1969, У 1, с, 45-47.2. Каховский Н.И, и др. Сварка взащитных газах плавящимся подогреваемым электродом. - "Автоматическаясварка". 1974. Р 12, с. 39-4 1 (прототип) .(54)(57) 1. СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ преимуществен, но порошковой проволокой, состоящей из сердечника и оболочки, по которому дополнительно подогревают проволоку на участке, расположенном выше токоподвода сварочного тока, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника проволоки от ее оболочки, перед подогревом сердечник смачивают жидкостью, а на участке подогрева оболочку нагревают со скоростью 100-600 С/с до температуры в 3-8 раэ выше температуры кипения жидкости, при этом жидкость берут с т.кип. 100- 300 С.Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью более равномерного нагрева сердечника, в жидкости предварительно растворяют по меньшей мере один из компонентов сердечника проволоки.1119803 50 Изобретение относится к сварке и может быть использовано для сварки ннаплавки порошковой проволокой с внешней и внутренней газовой защитой..Известен способ дуговой сварки плавящимся электродом, при котором осуществляют дополнительный подогревэлектродной проволоки, причем подогрев производят на участке проволоки, расположенном между токоподво О дом сварочного тока и дополнительным, установленным выше токоподвода сварочного тока. Использование способа позволяет понысить производительность сварки и уменьшить проплавление осионного металла 1.Однако в данном способе в качест.ве плавящегося электрода используется проволока сплошного сечения, что ограничивает нозможности способа.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является способ дуговой сварки плавящимся электродом, преимущественно порошковой проволокой, по которому дополнительно подогревают проволоку на участке, расположенном вьппе токоподвода сварочного тока, Причем подогрев осуществляют от дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого подключенак токоподводу сварочного тока и токо- подводу, установленному вьппе токо подвода сварочного тока, Режимы подогрева регулируют изменением напряжения на вторичной обмотке трансфор 35 матора. Контролируемыми параметрами являются напряжение и ток подогрева. Сварка характеризуется высокой производительностью и хорошим формированием шва Я .40 Однако в известном способе при плавлении проволоки наблюдается отставание плавления сердечника от оболочки, что ухудшает ряд качественных показателей процесса, Отставание вызвано тем, что при нагреве оболочки ввиду значительной разности теплопроводности материалов оболочки и сердечника тепловой лоток от внутренней поверхности оболочки, нагретой на участке подогрева, не успевает распространиться вглубь сеодечника. В результате наблюдается большой градиент температур по сече нию сердечника, что и вызывает повышенное отставание плавления сердечника от оболочки. 2Цель изобретения - улучшение качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника отоболочки порошковой проволоки.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу дуговойснарки плавящимся электродом, преимущественно порошковой проволокой,состоящей иэ сердечника и оболочки,по которому дополнительно подогревают проволоку на участке, расположенном вьппе токоподвода сварочного тока, перед подогревом сердечник смачивают жидкостью, а на участке подогрева оболочку нагревают со скоростью 100-600 С/с до температуры.н 3-8 раз выше температуры кипенияжидкости, при этом жидкость берут ст,кип. 100-300 С.Кроме того, с целью более равномерного нагрева сердечника в жидкости предварительно растворяют по меньшей мере один из компонентов сердечника проволоки,Сердечник порошковой проволокипредставляет собой поликапиллярноепористое тело. При смачивании жидкостью оно интенсивно поглощает ееза счет капиллярных сил. Теплопроводность сердечника резко возрастает,Это связано с тем, что теплопроводность жидкостей на один/два порядкабольше теплопроводности воздуха, заполняющего пустоты сердечника, Припоследующем нагревании сердечникакондуктивным теплом оболочки до тем-,пературы кипения жидкости газообразные продукты испарения диффундируютв холодную центральную зону, конденсируются и отдают тепло. За счет капиллярных сил жидкость возвращается в зону нагрева, снова испаряетсяи переносит тепло н холодную зону(зону конденсации). В результатеэтих гидродинамических процессов зона испарения быстро перемещается коси сердечника, соответственно иинтенсивность теплового потока увеличивается и несколько раз. Послеполного испарения жидкости газообразные продукты удаляются через стыкн оболочке проволоки,Кроме этого, при растворении вжидкости одного или более компонентов сердечника и последующем испарении жидкости твердые частицы раствора, ввиду своих малых размеров (отединицы до десятков микромиллиметронв диаметре) заполняют пустоты между1119 О Наилучшие результаты получены при использовании жидкостей с т.кип. 100-300 С. При т.кип, меньших10100 С, сердечник не успевает прогретьОся по сечению ввиду большой скоросо ти испарения. При т.кип. более 300 С наблюдается неполное испарения жидкости, попадание ее в зону сварки и улучшение качества сварки.Температуру дополнительного подогрева оболочки устанавливают более трех значений температур кипения жид кости, а скорость нагрева не более 60 С/с. В противном случае испареОние жидкости по сечению проволоки про ходит с интенсивностью, недостаточной для полного удаления жидкости из сердечника, При температуре нагрева более восьми температур испарения4 О жидкости наблюдается взрывоопасное испарение жидкости, разрыхление сердечника и соответственно ухудшение условий передачи тепла от оболочки сердечнику. Скорость нагрева оболоч 45 ки выбирают не менее 100 С/с, тако как при малых скоростях нагрева увеличивается расстояние между токоподводами сварочной горелки и соответственно ухудшается устойчивость разогретой проволоки, что может вызкомпонентами сердечника. Пористостьсердечника уменьшается на 5-153.При этом, ввиду увеличения числа точек передачи тепла теплопроводностью,тепловой поток от наружной поверхности к центру сердечника увеличивается, температура нагрева сердечникапо сечению распределяется более равномерно, При плавлении проволокиуменьшается отставание плавлениясердечника от оболочки проволоки иулучшается весь комплекс сварочнотехиологических показателей - улучшается качество нанлавленного металла, обеспечивается лучшая физическая 15защита области плавления за счетболее полной диссоциации газообразующих компонентов проволоки, происходит более полное раскисление металла на стадии капель, уменьшаются 2 Опотери электродного металла,803 4вать нарушение стабильности процесса сварки.П р и м е р. Выполняют наплавкусамозащитной порошковой проволокойкарбонатно-флюоритного типа, содержащей кроме газошлакообразующих компонентов также легирующие элементы ираскислители. Проволоку изготовляютиэ металлоуглеродистой стальной ленты марки 08 КП размером 0,6 х 12 ммтрубчатого сечения, наружный диаметрпроволоки равен 3 мм, коэффициентзаполнения 26%.Наплавку выполняют постоянным током обратной полярности от выпрямителя ВЛУна сварочной головкеАБС по режиму: ток дуги 180-2 О В,напряжение на дуге 24-26 В, скоростьнаплавки 18 м/ч.Подогрев проволоки осуществляютот низковольтного трансформатора срегулированием тока и напряжения вовторичной цепи с помощью тиристорного регулятора. Температуру оболочкиодо 600 С измеряют термопарой, вышеоптическим пирометром.Участок подогрева располагают выше токоподвода сварочного тока. Приподаче проволоки в зону плавленияона погружается в ванну с жидкостью.В качестве жидкости используютводный раствор мрамора и кальцинироованной соды с т.кип. 100 С.Характер плавления проволоки оценивают по длине выступающей частисердечника, определяемой из кадровскоростной киносъемки, качество сварки - по коэффициенту разбрызгиванияи содержанию азота в наплавленномметалле. Для сравнения в аналогичныхусловиях испытывают известный способ.Полученные результаты приведены втаблице.Как следует из таблицы, при наплавке по предлагаемому способу улучшается характер плавления проволоки,отставание плавления сердечника отоболочки уменьшается более чем в двараза но сравнению с известным, разбрызгивание уменьшается в 1,5-,0 раза, снижается газонасыщенность наплавленного металла,1119803 Способ сварки Скоростьнагрева,С/с Содержаниеазота, Й Температураподогрева,С Длина выс" тупающей части сердечника,ИИ Потери на разбрызги" ванне, Й Известный 210-250 630-832 0,034"0,042 0,036-0,043 3,2-3,4 3,3-3,7 8 вОэЗ 9,3-11,5 Предла"гаемый 210-250 300-322 640-800 11 11 850-1050 50-1000 3, 0-3, 5 Составитель А.ГавриловРедактор Н.Данкулич Техред М,Тенер КорректоР А.Тяско Заказ 7525/1 О Тираж 1036 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5