Способ сварки в защитных газах

) южный ед. и.Под ие, 1978 нострое нострое ед остро строен нии. Под ре, 1978, т. 2,с, ГА(54) СПОСОБ СВАРКЗАХ(57) Изобретение отпроизводству и можпри дуговой автомати В ЗАЩИТНЫХ осится к сварочному т быть использовано ческой сварке деталей(46) 15.02.92. Бюл. М (71) Специальное ко гическое бюро "Искр строительного инсти (72) И.А.Тарарычкин (53) 621.791.75 (088.8 (56) Сварка в маши Г.А.Николаева, Маши с. 504.Сварка в машин А,И.Акулова. Машино 211. Изобретение относится к сварочномупроизводству и может быть использовано,при автоматической дуговой сварке деталей:встык преимущественно с многослойнымишвами,Известен способ сварки, при,которомсварочную горелку устанавливают над стыком деталей, затем включают подачу угле-кислого газа, возбуждают дугу и,перемещают горелку вдоль свариваемогостыка. Недостатком этого способа являетсясильное разбрызгивание присадочного ме-талла вследствие использования в качестве,защитной среды углекислого газа,Этот недостаток устранен в бсварки, при котором сварочную готанавливают над стыком детале встык преимущественно с многослойными швами, Цель изобретения - повышение производительности сварочного процесса путем исключения операций промежуточного удаления шлаковых пленок. В сопла сварочной горелки подают смесь защитного газа из аргона и углекислого газа, причем содержание в смеси аргона увеличивают по параболическому закону в зависимости от номера прохода многослойного шва, при этом содержание аргона опред 2 еляют по выражению дг"= 1 - (К - 1/й - 1)100 фб где фдг"- процент содержания аргона в газовой смеси в 1-том слое многослойного шва; к - номер слоя многослойного шва; й - количество слоев многослойного шва, Изобретение предупреждает образование шлаковой пленки в щелевой разделке кромок благодаря высокому содержанию аргона в газовой смеси. 1 табл,включают подачу аргона, возбуждают дугу и перемещают горелку вдоль свариваемого С) стыка. Однако для реализации способа ис- К пользуется в качестве защитного газа доро- фь гостоящий и требующий особой иистоты аргон. В противном случае шов насыщается примесями, что вызывает образование пор.Наиболее близким по своей сущности и достигаемому результату является способ сварки в защитных газах, при котором сварочную горелку располагают над стыком свариваемых деталей, затем через сопло горелки в зону сварки подают смесь защитного газа, возбуждают дугу и перемещают горелку вдоль свариваемого стыка. В качестве смеси защитного газа используют 80 углекислого газа и 20 аргона, причем количественное соотношение газов в смеси остается неизменным на протяжении всего сварочного процесса. Добавка аргона к уг; лекислому газу способствует струйному переносу присадочного материала и уменьшает разбрызгивание, что позволяет применять известный способдля многопроходной сварки деталей в щелевую разделку кромок.Недостаток известного способа сварки в защитных газах заключается в следующем. Известно, что при сварке в среде углекислого газа на поверхности шва образуется тонкая шлаковая пленка иэ окислов. При этом даже содержание аргона до 20 ОО в смеси только лишь на несколько процентов уменьшает толщину пленки. При выполнении многослойных швов толщина шлаковой корки с каждым проходом увеличивается и уже выполнение четвертого прохода практически невозможно без предварительного удаления шлаковой пленки, При сварке соединений толщиной 30 - 180 мм в щелевую разделку кромок необходимо выполнять б - 40 проходов и при использовании этого способа необходимо через каждые 2 - 3 прохода вычищать из разделки кромок шлаковую пленку. Но поскольку щелевая разделка имеет небольшую ширину, эта операция оказывается трудоемкой, плохо поддается механизации, следовательно, снижается производительность многопроходной сварки в целом, Использование для многослойных швов чистого аргона не целесообразно по экономическим соображениям, кроме того, при сварке в среде аргона часто возникают дефекты в виде пор, которые в многослойном шве практически удалить не представляется возможным. Таким образом, известный способ при выполнении многослойных швов снижает производительность процесса сварки из-за необходимости периодического удаления шлаковой пленки.Цель изобретения - повышение производительности сварочного процесса при многослойной сварке путем устранения операций промежуточного удаления шлаковой пленки,Это достигается тем, что в способе сварки в защитных газах, включающем операции размещения горелки над свариваемым стыком деталей, подачу в сопло смеси защитного газа из аргона и углекислого газа, возбуждение дуги и перемещение горелки вдоль свариваемого стыка деталей, состав газовой смеси изменяют в сторону увеличения содержания аргона при переходе и сварке при каждом последующем проходе по выражению где 41 г - процент содержания аргона взащитной газовой смеси в к-ом проходе;Е - номер прохода многослойного шва;й - общее количество проходов многослойного шва,При использовании в качестве защитного газа чистого аргона шлаковая пленкапрактически не образуется. Поэтому присварке в щелевую разделку кромок при выполнении первых проходов наиболее целе"5 сообразно использовать смесь газов сбольшим содержанием аргона. В приведенном выражении содержание аргона в смесигазов изменяется по параболическому закону, что и обеспечивает высокое его содержание при выполнении первых слоевмногослойного шва, Поэтому из-за отсутствия шлаковой пленки сварочный процессможно вести непрерывно, что повышаетпроизводительность способа сварки, При25 выполнении последних проходов многослойного шва процент аргона уменьшаетсяи начинает образовываться шлаковая пленка, однако последние слои многослойногошва являются финишными и нет необходи 30 мости в ее удалении. Таким образом, изменяя содержание аргона в газовой смеси попараболическому закону можно выполнятьмногослойный шов без промежуточных остановок для удаления шлаковой пленки,35 Использование выражения для изменения содержания аргона. в смеси по параболическому закону является оптимальным иобоснованным. Если использовать линейный закон, то при сварке с количеством40 проходов более 15-20 процент содержанияаргона быстро уменьшается, следовательно, шлаковая корка образовывается при выполнении половины проходов и ееприходится удалять. Линейный закон при 45 емлем только при сварке деталей небольших толщин (35 - 40 мм), что ограничиваетобласть применения способа. Использование более сложных законов усложняет выражение, что вынуждает использоватьвычислительную технику и увеличить времярасчета, при этом эффективность способапрактически не увеличивается, Параболический закон позволяет использовать наиболее простое выражение и применять его длявсего диапазона толщин свариваемых дета;лей, при этом вычисления производятся даже без микроЭВМ, Следовательно,выражение, описывающее изменение со6 1712094 Способ П е агаемый П ототип Проход Шлаковая пленка,С 02 Аг Аг Имеется шлаковаяпленкаТо же 80 0 100 20 Пленки нет То же98,7 95,0 80 80 20 20 1,3 5,0 Удаление шлаковой пленки Имеется шлаковая пленка39,5Тонкаяшлаковая пленка 80 20 держания аргона в смеси по параболическому закону, является оптимальным.Изобретение позволяет исключить операции удаления шлаковых пленок в процессе заполнения щелевидной разделки кромок, причем количественное соотношение содержания аргона в газовой смеси изменяется по параболическому закону, описываемому простым выражением, не требующим использования вычислительной техники для вычисления. Ни один из извеСтных способов в среде защитных газов не позволяет получить указанный эффект при выполнении многослойных швов, так как при их реализации используется только один газ в качестве защиты зоны срарки либо газовая смесь с неизменяемым процентным содержанием компонентов газа.П р и м е р. Детали толщиной 50 мм свариваются встык за 10 проходов. Регулирование подачи компонентов смеси защитного газа в смеситель осуществляется через регулируемые дроссели. Результаты сравнения указанного соединения по предлагаемому способу приведены в таблице.Как видно из данных таблицы, при сварке по предлагаемому способу за 10 проходов ни разу шлаковая пленка не удалялась, а при сварке по способу-прототипу шлаковая пленка удалялась дважды.К техническим преимуществам предлагаемого.способа относится следующееГ - возможность выполнения многослойных швов без промежуточного удаления шлаковой пленки за счет того, что первые слои выполняются в смеси с большим содержанием аргона;- простота реализации способа; выражение для вычисления содержания аргона простое по структуре, а введение дополнительных регулируемых дросселей в газовый 5 смеситель компенсируется ликвидацией инструмента (в основном пневматического), применяемого для удаления шлаковой пленки.- Экономический эффект от внедрения 10 изобретения получают за счет снижения, трудоемкости выполнения многослойногошва, а также отсутствия операций промежуточного удаления шлаковой пленки. 15 Формула изобретения Способ сварки в защитных газах, прикотором в зону сварки подают смесь аргона и углекислого газа, а сварку ведут плавя щимся электродом, о т л и ч а ю щ и й с я.тем, что, с целью повышения производительности при многослойной сварке. путем устранения операции промежуточного удаления шлаковой пленки, содержание аргона 25 в смеси увеличивают при каждом последующем проходе по выражению УОгде 1 г - процент содержания аргона в газовой смеси в Е-том слое многослойного шва;М - номер слоя многослойного шва; й - общее количество слоев многослойного шва,1712094 Продолжение таблицы 2 3 Составитель И,ТарарычкТехред М,Моргентал Коррект Редактор Н.Федоров та аказ 494 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101