Способ дуговой сварки плавящимся электродом

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) ЯО)11) 51)В 23 К 9,1 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТ(72) Д.А.Дудко и А.Г.Потапьевский (71) Ордена Ленина и ордена Трудо" вого Красного Знамени институт электросварки им.Е.О,Патона(56) 1.Заруба И,И. и др, Сварка в углекислом газе, Киев, 1966, с.32-352,Заруба И.И. и др. Особенностиприменяемых способов ограничения тока короткого замыкания при сварке в углекислом газе. - Автоматическая сварками.1978, Р 1, с.16- 19 (прототнп) .(54) (57) 1.СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ в защитныхгазах, при котором питание сварочной дуги осуществляют от источника,имеющего в диапазоне рабочих режимов,сварки крутопадающую внешнюю харак"теристику, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности и качества шва путемуменьшения разбрызгивания и улучшения формирования шва, при снижениинапряжения на дуге на 15-20 нижезаданного рабочего значения, питаниедуги осуществляют на пологопадающейили жесткой характеристике.1148741 2Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что одновременно с переключением питания дуги на жесткую или пологопадающую характери-. стику увеличивают скорость нараста ния тока в сварочной цепи3, Способ по пп.1 и 2, о т -л и ч а ю щ и й с я тем что при Изобретение относится к дуговой, сварке металлов плавящимся электродом и предназначено, в частности.,для сварки конструкций из сталей мелких и средних толщин с криволинейными 5 и короткими швами.Известен способ дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов,при котором питание дуги осуществляют от источника с 10 жесткой или пологопадающей характеристикой 1 .Недостатки способа в . большое разбрызгивание металла и недостаточно хорошее Формирование шва. 15Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ дуговой сварки плавлением в защитных газах, в частности в среде углекислого газа, при котором питание сварочной дуги осуществляют от источника, имеющего в диапазоне рабочих режимов сварки крутопадающую внешнюю характеристику 2) .Недостатком известного способа является то, что помимо более узких диапазонов токов, в пределах которых протекает стабильно с малым разбрызгиванием, сварку от источника с крутопадающей характеристикой мож но выполнить только в нижнем положении при строгом соблюдении постоянства вылета электрода и скорости подачи проволоки. Однако выполне" ние этих условий на производстве 35 затруднено.В результате процесс протекает недостаточно стабильно и сопровождается повышенным разбрызгиванием.Целью изобретения является повышение производительности и качества шва путем уменьшения разбрызгивания и улучшения формирования шва.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах, при котором питание сварочной дуги осуществляют от источни-,выполнении сварки с короткими замыканиями скорости нарастания тока припитании дуги на жесткой или пологопадающей внешней характеристике уста.навливают в 2-5 большими, чем припитании дуги от источника с крутопадающей характеристикой,. при этомдлину дуги поддерживают равной 1-2диаметра электрода. ка, имеющего в диапазоне рабочих режимов сварки крутопадающую внешнюю характеристику, при снижении напряжения на дуге на 15-20 ниже заданного рабочего значения питание дуги осуществляют на пологопадающей или жесткой характеристике.Одновременно с переключением питания дуги на жесткую или полого- падающую характеристику увеличивают скорость нарастания тока в сварочной цепи.При выполнении сварки с короткими замыканиями скорости нарастания тока при питании дуги, на жесткой или пологопадающей внешней характеристике устанавливают в 2-5 большими,чем при питании дуги с крутопадающей характеристикой, при этом длину дуги поддерживают равной 1-2 диаметра электрода.Процесс сварки осуществляют следующим образом.Плавящаяся электродная проволока и изделие подключены к клеммам уста-. нонки, состоящей, например, из двух источников постоянного тока, один из которых имеет крутопадающую, а второйпологонадающую внешние характеристики, включенных параллельно. Оба источника имеют независимое регулирование напряжения холостого хода, наклона внешней характеристики и скорости изменения тока в цепи. Источник с крутопадающей внешней характеристикой настраивают так, чтобы обеспечить горение дуги при заданных рабочих значениях напряжения и тока. Источник с пологопадающей внешней, характеристикой настраивается так, чтобы напряжение точки А 0 (перехода с крутопадающей на пологопадающую часть) было бы на 15-20 меньше рабочего напряжения сварки Од с (0,80- 0,85) 18 . Зависание дуги и начало сварки выполняют путем короткого замыкания электрода с изделием одним из известных способов. После зажигания дуги и достижения заданных рабочих значений напряжения 1, и тока1, начинается стабильное течение процесса сварки. Обычные колебания напряжения Осв и О,ц на величину до 10 от Ос , всегда имеющие место при сварке, приводят к изменениям тока, Так, при повышении напряжения от Ос. до 0, происхоцит уменьшение тока от 1 се до 1 сва при снижении напряжения от 0 св до Ос ток увеличивается до 1Известно, что чем на большую величину изменяется ток, тем больше колеблется капля и больше разбрызгивание, Поскольку при данном процессе питание дуги в диапазоне рабочих напряжений и токов производят на крутопадающей части внешней характеристики, то колебания тока невелики. Это существенно уменьшает разбрызгивание и улучшает формирование шва, При снижении напряжения на велйчину более 20 от Ос , напримеР, до Оса . , которое может приве. - сти к нарушению процесса, питание дуги осуществляется на пологопадающей внешней характеристике, В результате этого происходит увеличение тока от 1 до 1" . Это приводит к ускорению плавления электрода, увеличению длины дуги и восстановлению заданного рабочего значения 1 щ . Одновременно ток автоматически уменьшается и достигает значения 1, . Отмеченное резкое импульсное повышение тока, таким образом, предупреждает нарушение процесса, повышение разбрызгивания и ухудшение формирования шваВыполнение сварки с установкой малой скорости нарастания тока в рабочем диапазоне токов на круто- падающем участке внешней характеристики еще больше ограничивает изменение тока при случайных колебаниях напряжения в пределах + 10, также предупреждает выброс крупных брызг при случайных соприкосновениях капли с ванной,. А повышенная скорость нарастания тока на участке жесткой или пологопадающей внешней характеристики, наоборот, ускоряет импульсное повышение тока при снижении напряжения более чем на 15- 20 от 1 , при этом ускоряется восстановление заданных рабочих значений Ос и Эсв . При осуществлении процесса с короткими замыканиями напряжение дуги берут таким, чтобы длина дуги была равна 1-2 диаметра электрода, а скорости нарастания тока в цепи с жесткой или полого- падающей внешней характеристикой устанавливают в 2-5 раэ большими,чем на крутопадающей. Началопроцесса в течение сварки в диапазоне рабочих напряжений и токов протекает так же, как и при сварке беэ коротких замыканий. По мере горе 10 15 20 25 ЗО 35 4 О 45 5 О 55 бО ния дуги размер жидкой капли, обра-,зующейся на электроде, увеличивает-ся, а длина дуги уменьшается. Когда размеры капли превысят длинудуги, наступает короткое замыкание,напряжение при этом уменьшается ипитание выполняют при пологопадающей внешней характеристике. В резуль.тате ток в цепи резко импульсновозрастает, что способствует увеличению электродинамических сили ускоряет переход капли с электрода в ваннуМежду электродом и каплей формируется жидкая перемычка,которая утоньшается и перегораетсо взрывом, зажигается дуга, и весьпроцесс повторяется. Для обеспечения спокойного перехода капли сэлектрода в ванну в цепи устанавливают определенную скорость нарастания тока, величина которой берется в зависимости от диаметра исостава электрода, а также положениясварки в пределах от 15 до 150 кА/с,В ряде случаев, например, при выполнении сварки электродными проволоками больших диаметров, а также взащитных газах с низким потенциалом ионизации, процесс саморегу. -лирования протекает вяло, поэтомув соответствии с предлагаемым способом процесс сварки ведут с автоматическим регулированием, Системаавтоматического регулирования может быть построена на принципе поддержания постоянным заданного рабочего напряжения, а в качестве регулирующего параметра используют скорость подачи электроднойпроволокиПри сварке, когда имеютместо значительные изменения вылета электрода, предложенный способсварки осуществляется с автоматическим регулированием и поддержанием постоянного сварочного тока.В качестве регулирующего параметраиспользуют вылет электрода. При выполнении сварки с частыми короткимизамыканиями сварку ведут с автоматическим Регулированием, поддерживаяпостоянным заданное число коротких замыканий, при которьи капли переходят с электрода в ванну. Числокоротких замыканий определяют нап.пример, по спадам напряжения в периоды коротких замыканий по пикам токакороткого замыкания и по длительности коротких замыканий. В качестверегулирующего параметра используютвыходное напряжение источника питания или скорость подачи электродной проволоки, или одновременно выходное напряжение источника и скорость подачи проволоки, или вылетэлектродной проволоки. Для осуществления способа сварки с указаннымисхемами автоматического регулирования могут быть использованы устрой"сВ 35-45 60 220-230 5 20-21 13-15 8 1,2 60 21-23 13-23 9 230-280 25-28 30-40 1,2,280-320 26-30 30-40 65 22-24 15-20 10 1,4 300-350 29-34 25-35 78 24-28 20-25 10-12 Составитель А.ГавриловРедактор Л.Зайцева Техред С, Легеза Корректор А,Тяско Заказ 1793/9 Тираж 1086 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4 ства, обеспечивающие регулирование напряжения, скорости подачи электродной проволоки или вылета электрода, а также селектор по длительности коротких замыканий и блоки управления с обратными связями по напряжению дуги, тока или частоты коротких замыканий. В качестве примера практической реализации способа модно указать на применение его для сварки в СО сталей средних толщин с короткими и криволинейнюи швами и переменным зазором в соединениях, Сварка производилась проволокой СВГ 2 С по ГОСТ 2246-7 В таблице приведены режимы сварки сталей обшего назначения в нижнем положении с угловыми швами.Сварка выполнялась по обратной полярности дуги от выпрямителей ВДУи ВС, Ивы были без десректов.Валики имели плавные очертания с мецкочешуйчатой поверхностью.Особенностью предлагаемого способа сварки является возможность ведения процесса на повышенных напряжениях, Благодаря питанию дугив рабочих диапазонах напряжений итоков от источника с крутопадающейвнешней характеристикой.ограничивается колебание тока, в результатезначительно уменьшается разбрызгивание. Вместе с тем, более высокиенапряжения дуги обеспечивают существенное улучшение формирования шваи позволяют повысить скорости сварки,Предлагаемый способ сварки можетзаменять в производстве конструкцийручную дуговую сварку штучными электродами и обычную сварку в СО спитанием дуги от источника с жесткой(пологопадающей) внешней характеристикой, например, от ВС-ЗОО,ВС, ВС, ВДГи др, Посравнению с этими способами предлагаемый способ обеспечивает в 1,53 раза более высокие скорости сварки, а по сравнению с обычной сваркойв СО - дополнительно меньшееразбрызгивание и лучшее формирование швов.