Способ сварки плавлением

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН И 9) 01 В.23 К 9/16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМ 088,8) свидетельство СССР К 9/16, 1966 аст тра 3 ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (54) (57) 1. СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕ,.НИЕИ, при котором в хвостовой чсварочной ванны устанавливают о жатель волн жидкого металла и перемещают его одновременно с источником энергии, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениякачества при сварке погруженнымисточником энергии путем гашенияволновых движений жидкого металласварочной ванны, отражатель волнпогружают в жидкий металл сварочнойванны и подают его со скоростью,равной скорости оплавления или испарения его торца до прекращения коле.,баний поверхности жидкого металласварочной ванны.2. Способ по п.1, о т л и ч а к 1 щ и й с я тем, что, с целью уменьшения расхода отражателя волн, егоподают под углом к источникуэнергии в сторону, противоположнуюнаправлению сварки,3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качестве отражателя волн используют тугоплавкий стержень шириной 1 т вплоскости, перпендикулярной к плоскости продольной оси сварочнойванны,В.Ьт -Ъв(г 1+тт 1,Ггде 1 ь " ширина сварочной ванны взоне расположения отража-теля,где Ь ширина сварочной ванныв зоне расположенияотражателярадиус кривизны вогнутогоменикса жидкого металла,1147532г - радиус кривизны вогнутого мениска жидкого металла,- радиус кривизны выпуклогоменнска жидкого металла.4. Способ по пп. 1 и 2 о т л ич а ю щ и й с я тем, что, в качестве отражателя волн используют присадочный металл шириной Ъ в плоскости, перпендикулярной к плоскости продольной оси сварочной ванныИзобретение относится к сварке плавлением, преимущественно погруженными дугами в среде защитных газов и плазменной струей, а также может быть использовано при сварке электронным и лазерным лучами.Известен способ сварки с принудительным давлением на сварочную ванну, при котором принудительное давление на ванну создают полэуном, устанавливаемым на поверхности сварочной ванны и перемещаемым вслед за дугой 11 . Известный способ позволяет повысить скорость сварки и улучшить формирование поверхности металла шва, однако не предупреждают образование дефектов .(особенно внутри металла шва) в широком диапазоне сварочных режимов, например при сварке на формированных режимах, при сварке металла большой толщины за один проход.При сварке плавлением в широком диапазоне параметров режимов, в частности на повышенных скоростях, появляются дефекты в виде крупной чешуйчатос 1 и, чередующихся канавок и выпуклостей поверхности металла, Кроме того, могут иметь место дефек ты в виде крупных газовых полостей,.10 20 замкнутых в объеме металла шва или выходящих на его поверхность.Одной из причин появления подоб" ных дефектов являются волновые движения жидкого металла сварочной ванны происходящие под действием . изменяющихся сил давления источника энергии, поверхностного натяжения и объемных, гидродинамических и массовых сил, воздействующих на поверхность металла.Для устранения подобных дефектов нужно создать условия гарантированного гашения волн на поверхности жидкого металла.Цель изобретения - повышение качества при сварке погруженным источником энергии путем гашения вол" новых движений жидкого металла сварочной ванны. Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу сварки плавлением, при котором в хвостовой части сварочной ванны устанавливают отражатель волн жидкого металла и перемещают его одновременно с источником энергии, отражатель волн погружают в жидкий металл сварочной 30 ванны и подают его со скоростью,равной скорости оплавления или испа ренин его торца до прекращения147532 ЗО 3колебаний поверхности жидкого металла сварочной ванны,Отражатель волк подают под угломк источнику энергии в сторону, противоположную направлению сварки.В качестве отражателя волн используют тугоплавкий стержень илиприсадочный металл шириной 5 вплоскости, перпендикулярной к плос"кости продольной оси сварочной ванны;для тугоплавкого стержнятп ов 2("1+)Для присадочного металлаЪ - Ъ -4 г,где 1 з - ширина сварочной ванны в зоне: расположения отражателяг 1 - радиус кривизны вогнутогомениска жидкого металла;г - радиус кривизны выпуклогомениска жидкого металла.На фиг. представлена схема процесса сварки с подачей отражателяпараллельно источнику энергии; нафиг.2 - то же, с подачей отражателя под углом к источнику энергии.Отражатель 1, выполненный из при.садочного металла или из тугоплавкого материала, погружают в жидкийметалл 2 сварочной ванны и подаютсо скоростью поА в направленииее глубины. В ходе сварки отражатель перемещают одновременно вследза сварочным источником энергии соскоростью сварки се, На фиг.1сплошная кривая ОИКВ представляетсобой волновую поверхность жидкогометалла до погружения отражателя,апунктирная линия АИСВ " поверхностьсварочной ванны после погруженияотражателя 1.Волна жидкого металла (фиг.1),возбуждаемая в точке 0 в нижней части кратерной полости, достигаетповерхности отражающего торца гасителя в точке И и отражается вобратном направлении в противофазепо отношению к несущей волне жидкого металла вследствие того, чтообласть распространения волны ограничена гасителем и имеет длину одной полуволны. В гезультате проис-ходит сложение энергий двух полуволн, находящихся в противофазе,и суммарная энергия волн сводитсяк нулю, Волновое движение пре.,раРщается, что устраняет возникновение дефектов формирования металласварного шва. 4Для уменьшения расхода стержнягасителя путем снижения нагреваего боковой поверхности обтекающимвысокотемпературным пароплазменнымпотоком отражатель 1 погружают вжидкий металл 2 и подают его в направлении глубины сварочной ванныпод углом в сторону от источникаэнергии (фиг.2),10 В качестве отражателя используютприсадочный металл или тугоплавкийстержень, причем размер его в направлении, перпендикулярном диаметральной плоскости сварочной ванны,берут из условий; для плавящегосяотражателя для тугоплавкого отражателя20Ъ В Ър(Р,Ф Г где Ъ - ширина сварочной ванны взоне расположения отражателя рГ - радиус кривизны вогнутого(смачиваемого) менискажидкого металла;г- радиус кривизны выпуклого(несмачиваемого) менискажидкого металла.Выбираемые таким образом размерыотражателя обеспечивают надежноегашение волн и предупреждают засчет использования капиллярных сил 35 прохождение волн жидкого металла взазоре межцу отражателем и твердойстенкой сварочной ванны.В конце сварки перед заваркойкратера погруженную часть отражателя 40 извлекают из жидкого металла.Способ сварки был опробован прииспользовании в качестве сварочногоисточника энергии погруженной дуги,лазерного и электронного лучей.Примеры осуществления способа.П р и м е р 1. Производилиэлектроннолучевую сварку титановогосплава ВТ 6 толщиной 90 мм пушкойПЛ. Параметры режима сварки: 50 ток лучд 1 = 600 мА, ток фокусировки 1103 мА, ускоряющеенапряжение 1,60 кВ, рабочееерасстояние от пушки до поверхностиизделия 200 мм, скорость сварки 55 18 м/ч. Ширина сварного шва около5,0 мм со стороны луча и около3,0 мм со стороны корня. Сварка проводилась вертикальным лучом в ниж1147532 ЯЗ Зак тентф, г.Ужгород, ул,Проектная,нем положении. В качестве отражателя испольэовали присадочную проволоку диаметром 3 мм, которую погру.жали на глубину 45 мм в хвостовую часть сварочной ванны и подавали со скоростью 120 и/мин под углом 35 от оси электронного луча. В результате применения предложенного способа снизилась неравномерность проплавления в корне шва с 25 мм при базовом процессе до 15 мм, что позволяет уменьшить толщину остави;ихся подкладок, Это в свою очередь позволяет уменьшить величину припусков на послесварочную механическую обработку и ее трудоемкость на 30-403.П р й м е р 2. Производили сварку погруженной дугой на автомате АДСВобразцов из коррозионностойкой стали 1218 Н 10 Т толщиной 18,0 мм. Параметры режима сварки: сила тока 1 сз600 А, напряжение иа дуге п 11 В, скорость сварки Ч щ 40 м/ч, электрод вольфрамовый диаметром 10 мм, угол заточкн электрода 15 О, Дпя гашения волниспользовался тугоплавкий отражательв виде керамического стержня, спеченного из корундового порошка. Приширине сварочной ванны около 18 ммиспольэовали керамический стерженьв виде пластины с поперечным сечением 16 х 5 мм и погружали в сварочную ванну на глубину 9 мм.1 О При сварке швов длиной до300 мм практически не требоваласьподача отражателя в направленииглубины сварочной ванны.В результате достигается устра" 5 некие газовых полостей и раковинв формирующемся металле шва, чтоспособствует снижению брака и трудо"емкости по его устранению.Использование предлагаемого М способа позволяет повысить качествосварки за счет надежного гашенияволн расплавленного металла и подавления тем самым дефектов; каккрупные газовые полости, чешуйча тость, выпуклость поверхности ме- тяллае 14 Тираж 1086 Подписное