Способ дуговой сварки порошковой проволокой

. ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Акулов А.И. и др. Особенности сварки открытой дугой порошковойпроволокой. - 1 Сварочное производство", 1973, В 4, с, 19-22 (прототип).,(54)(57) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ, состоящей из сердечника и оболочки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника проволоки от ее оболочки, оболочку разбавляют на И участков, к каждому из которых подводят сварочный ток с распределением его по убывающему закону в направлении движения проволоки, а длину участка проволоки, на котором осуществляют подвод тока, определяют из соотношения1,2, ( 1.,с 203где 1 - длина рассредоточенноготокоподвода, мм;3 - плотность сварочного тока,А/мм 2 .Изобретение относится к сварке и может быть использовано для сварки и наплавки порошковой проволокой с внутренней или внешней защитой.Известен способ дуговой сварки плавящимся электродом, преимущественно проволокой 111.В соответствии с известным способом сварочный ток, проходя по участку порошковой проволоки, распо- О ложенному между токоподводом и плавящимся торцом проволоки, нагревает его. При этом повышается теплосодержание проволоки и уменьшаются затраты энергии дуги на ее плавление, 15 В результате повышается производительность процесса, уменьшается проплавление основного металла.Недостатком известного способа является ухудшение качества сварки О ввиду наличия отставания плавления сердечника проволоки от ее оболочки, Указанный недостаток вызван тем, что при прохождении сварочного тока по проволоке его распределение по сече нию происходит неравномерно. Большая часть тока проходит по металлической оболочке вследствие высокой электропроводности ее.материала, Нагрев оболочки сварочным током на участке вылета и токоподвода характеризуется высокой скоростью протекания процесса (100-500 С/с), что является следствием движения проволоки и точечного подвода тока к оболочке, Низкая тем 35 пературопроводность дисперсных материалов сердечника и высокая скорость нагрева оболочки способствуют увеличению разности их температур и соответственно отставанию плавления сер О дечника от оболочки. При этом часть шихты просыпается в сварочную ванну, засоряет ее неметаллическими включениями, ухудшает условия защиты электродных капель от внешней среды, уве личивает разбрызгивание электродного металла.1Цель изобретения - повышение качества сварки путем уменьшения отставания плавления сердечника проволоки 5 О от ее оболочки.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дуговой сварки порошковой проволокой, состоящей из сердечника и оболочки, оболочку раз бивают на И участков, к каждому из которых подводят сварочный ток с распределением его по убывающему закону в направлении движения проволоки, адлину участка проволоки, на которомосуществляют подвод. тока, определяют из соотношения12т2,03,где Ьт - длина рассредоточенноготокоподвода, мм;- плотность сварочного -тока,А( Р.При выполнении подвода сварочноготока рассредоточенным вдоль оболочки порошковой проволоки увеличивается число. электрических контактовмежду токоподводом и поверхностьюоболочки, поэтому плотность тока вкаждом из них уменьшается. Это вызывает уменьшение температуры локального нагрева оболочки в каждом изконтактов и распределение ее по длинеоболочки. В результате, уменьшаетсяскорость нагрева оболочки на участкетокоподвода, что в свою очередь, компенсирует различие в теплоинерционных свойствах материалов оболочки исердечника проволоки, снижает разностьтемператур между ними и способствуетболее равномерному их плавлению. Кроме того, исключение локального перегрева оболочки улучшает стабильностьраспределения температуры по периметру и в продольном направлении Соответственно повышается и стабильностьусловий каплеобразования, переносаэлектродных капель и всего процессаплавления проволоки.По мере движения проволоки отверхнего участка токоподвода к йижнему температура оболочки повышает ся, соответственно увеличивается ееэлектросопротивление. Поэтому дляуменьшения вероятности локальногоперегрева оболочки на нижних участках токоподвода токовую нагрузку этих участков уменьшают. Это достигается распределением тока по убывающему закону в направлении движения проволоки, например по линейному, экспоненциальному, логарифмическому и другим законам.Длину участка оболочки, на которой распределяют подвод сварочного тока, выбирают в соответствии с плотностью тока. Это вызвано тем, что при увеличении плотности тока увели чивается, например, скорость нагрева оболочки в точках токоподвода за счет джоулевого тепла, возрастает разность температур оболочки и3 113сердечника из-за различий теплоинерционных свойств их материалов и соответственно увеличивается отставаниеплавления сердечника от оболочки иухудшается качество сварки. Поэтомуодновременно с изменением плотноститека производят изменение длиныучастка подвода сварочного тока коболочке проволоки в соответствиис приведенным выражением, 10Нижний предел коэффициента пропорциональности выбран из условия равномерности плавления сердечника иоболочки, а верхний - из условиятехнологичности реализации способа.Если коэффициент меньше 1,2 то неуспевает произойти выравнивание температур оболочки и сердечника проволоки, и при коэффициенте большем 2значительно увеличиваются размерыи вес сварочной горелки.Способ осуществляют следующимобразом.Исходя из заданной технологиисварки,(наплавки) изделия, выбираютмарку порошковой проволоки и сварочный той, определяют сечение оболочкипроволоки и рассчитывают плотностьтока, По выражению для выбора длиныучастка токоподвода определяют преЗОделы ее значений, Нижний предел используют при условии получения минимальных габаритов горелки, верхнийпри условии минимального отставания.плавления сердечника от оболочки.Распределение тока по длине оболочкипроизводят, например, дискретным .способом, т,е, токоподвод разделяютна ряд участков, электрически изолированных друг от друга и расположенных вдоль проволоки друг за другом.40К ним подключают отдельные источники питания или подключают их к одно-.му источнику через регулировочныереостаты. Величину тока в участкахустанавливают так, чтобы в каждом45последующем участке по ходу движения проволоки ток убывал. Процесссварки ведут далее по заданной технологии.На фиг. 1 представлена схема то 50коподвода; на фиг. 2 - закон изменения тока,Токоподвод сварочного тока рассредотачивают вдоль оболочки 1 порошковой проволоки 2 по длинет путемразделения его на ряд участков 3-8,1 1617 а изолированных друг от друга прокладками 9. Длину 1 устанавливают в пределах 1,2-2,0 значений плотности сварочного тока, вычисленному по отношению величины сварочного тока 3 к сечению оболочки 1. К изделию 10 и токоподводу подключают сварочный источник 11 питания. Для программирования распределения тока в цепи каждого из участков 3-8 включают балластные реостаты К 1-Кб (или тиристорные регуляторы, индуктивные сопротивления), сопротивление которых изменяют обратно пропорционально току таким образом, чтобы величина тока, проходящего через каждый последующий участок токоподвода, считая в направлении движения проволоки к изделию со скоростью подачи Ч, была меньше, чем в предыдущем, т.е.1111411 . Закон изменения тока задают в зависимости от допустимой токовой нагрузки токоподводов и требуемой температуры нагрева оболочки, например прямолинейный (кривая 12), экспоненциальный (13), параболический (14).П р и м е р. Проводили сварку порошковой проволокой трубчатого сечения диаметром 3 им карбонатно-флюоритового типа на аппарате АБС и питании сварочной дуги от источника ВДУ 504, Плотность сварочного тока была равной 50 А/мм 2 . Токоподвод сварочного тока выполняли из отдельных участков, изолированных друг от друга и расположенных вдоль проволоки. К каждому участку сварочный ток подавали через балластный реостат РБтакии образом, чтобы сила тока убывала по линейному закону в направлении движения проволоки, Цлину рассредоточенного токоподвода изменяли от 50 до 100 мм, т.е.ЬтК = в . = 1,0-2,2. Сварку выполняли4на пластинах из стали МСТ.З размером 12 хбОх 400 мм, Оценивали качество сварки по следующим показателям: коэффициенту потерь электродного металла на разбрызгивание и содержание в направленном металле азота. Напряжение на дуге 24-26 В, скоростьсварки 20-24 м/ч.В этих же условиях испытывали известный способ. Полученные результаты сведены в таблицу..1,2-1,4 100 0,022-0,027 Как следует из таблицы, при сварке согласно предлагаемому способу в оптимальном диапазоне изменения длины рассредоточенного токоподвода по сравнению с известным способом, уменьшается длина выступающей части сердечника, разбрызгивание и содераание газов, что является результатом выравнивания температуры по сечению сердечника и более полной диссоциации газообразующих компонентовсердечникапроволоки.Кроме тога,уменьшение просыпания шихты сердечника улучшает качество наплавленного металла,ЗНЮШНирак 103 аказ 9691/оддисное ти ееУР жал ШШ фйатевт", йгород, ул. Проехтн Длина рас- средоточенного токо подвода,мм 3 4 5 б У Длина высту-пающей частисердечника,мм 6,1-6,6 0,021-0,026 6 э 3-618