Способ дуговой сварки плавящимся электродом

(19) 17 95 А 3 К 9/173 а ия ЯР- аых оуправляемог ра (тиристора и от сварочно рактер пере сварочную ва или без них. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ(21)4799159/27 (22) 05.03.90 (46) 15.02.92. Бюл. М 6(71) Институт электросварки им. Е.О.Пато (72) С,Л.Павлов, В.Н.Бучинский, В.С.Гр нюк, Л.А.Бобровницкая и Н.А.Лунина (53) 621.791,75 (088.8) (56) Лебедев В.К. и др. Тенденции развит источников питания для дуговой, сварки. А томатическая сварка, 1982, М 8, с. 1-9, (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВ ЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ (57).Изобретение относится к дуговой сва ке и может быть использовано при автом тической и полуавтоматической свар плавящимся электродом в среде защитн газов в различных отраслях промышленн Изобретение относится к дуговой сварке и предназначено для использования, всварочном электрооборудовании при авто-матической и полуавтоматической сваркеметаллов плавящимся электродом в Средезащитных газов,Известен способ дуговой сварки плавящимся электродом, при котором в преддуговой стадии процесса возбуждения дуги.шунтируют реактивное сопротивление.сварочного трансформатора на очень небольшой промежуток времени каким-либоуправляемым полупроводниковым прибором,Недостатком известного способа является то, что надежность расшунтированияреактивного сопротивления по окончаниизаданного промежутка времени зависит какот видаприменяемого для шунтирования сти, Цель изобретения-улучшение качества сварного шва за счет повышения надежности выключения тиристора (силистора) при сварке без коротких замыканий. Способ состоит в том, что в начале процесса сварки на время 0,05 - 0,5 с тиристором или симистором шунтируют дроссель, По прошествии этого времени снижают напряжение и ток сварки на время 0,1-0,5 с до уровня, при котором сварочный процесс происходит с короткими замыканиями, после чего восстанавливают прежние значения напряжения и , тока сварки. Изобретение позволяет уменьшить разбрызгивание сварочной ванны, забрызгивание сварного соединения и сварочного инструмента, сократить потери сварочной проволоки. 1 табл,о полупроводникового прибо, симистора, транзистора), так го режима, определяющего ханоса электродного металла в нну с короткими замыканиями Если в качестве управляемого полупроводникового прибора использовать тири- стор или симистор, то его надежное выключение, обеспечивающее расшунтирование реактивного сопротивления, проис- й ходит только в диапазоне сварочных режимов, при которых техпроцесс протекает с короткими замыканиями дугового промежутка. Это объясняется тем, что при сварке с короткими замыканиями выключение тиристора (симистора) осуществляется напряжением ЭДС самоиндукции, возникающей при разрыве жидкой перемычки между электродом и сварочной ванной,При режимах сварки без коротких замыканий отсутствует напряжение ЭДС самоиндукции. Поэтому выключения тиристораили симистора не происходит указаннымвыше путем, Для этой цели обычно применяются специальные схемы коммутации, содержащие значительное число элементов ипоэтому обладающие невысокой надежностью работы, что в свою очередь приводит кнедостаточной надежности выключения тиристора или симистора,Несколько лучше результаты получают ся при использовании транзистора в качестве управляемого полупроводниковогоприбора. Зто позволяет выполнять расшунтирование реактивного сопротивления какпри сварке с короткими замыканиями, так ибез таковых, что связано с полной управляемостью транзистора. Однако транзисторобладает рядом существенных недостатков.К главным из них относятся небольшое значение предельного тока коммутации, чтотребует параллельного соединения группытранзисторов для возможности их работыпри сварочных токах, а также низкое значение коэффициента усиления транзистора потоку, требующее дополнительного устрой. ства для усиления сигнала управления транзистором, Таким образом, для транзисторной коммутации реактивного сопротивления необходимо иметь установку, содержащую большое количество элементов ипоатому не обладающую высокой надежностью в работе.Наиболее близким по достигаемому эффекту является способ дуговой сварки плавящимся электродом, при котором в началепроцесса сварки выполняют шунтированиесварочного дросселя двумя симисторами и,его расшунтирование с выдержкой времени0,05 - 0,5 с,Однако надежное выключение симисторов по истечении времени шунтирования дросселя достигается только вотносительно узком диапазоне сварочныхрежимов, где техпроцесс происходит с короткими замыканиями дугового промежутка,Цел ь изобретения - улучшение качествасварочного шва за счет повышения надежности выключения тиристора или симисторапри режимах сварки без коротких замыканий дугового промежутка.Это достигается тем, что по истечениивремени шунтирования дросселя снижаютнапряжение и ток сварки на время 0,1 - 0,5с до уровня, соответствующего сварочномупроцессу с короткими замыканиями, после 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 чего восстанавливают прежние значениянапряжения и тока сварки. При укаэанной схеме выполнения сварочного процесса достигается надежное выключение тиристора или симистора, шунтирующего сварочный дроссель во время начального возбуждения дуги. Высокая надежность выключения тиристора или симистора позволяет выполнять гарантированное расшунтирование сварочного дросселя, который при этом становится последовательно включенным в сварочную цепь. В результате этого сглаживаются броски тока, связанные с переносом электродного металла без коротких замыканий дугового промежутка, а также вызванные внешними возмущениями по питающей сети и т.п. Сглаживание бросков сварочного тока устраняет забрызгивание сварного шва и улучшает его качество и внешний вид,Способ осуществляется следующим образом.Начало сварочного цикла выполняют закорачиванием на изделие электрода, находящегося под напряжением источника питания с одновременным включением подачи электродной проволоки, В это же время производят включение шунтирования сварочного дросселя тиристором или симистором путем подачи открывающего импульса на его управляющий электрод, Благодаря шунтированию сварочного дросселя при закорачивании электрода на изделие увеличивается скорость нарастания тока, Зто приводит к возрастанию скорости нагрева электрода и его быстрому перегоранию на небольшой длине вылета, не превышающей разрывную длину дуги. Поэтому после перегорания электрода зажигается дуга и начинается стабильное течение процесса. После выдержки времени шунтирования сварочного дросселя в интервале 0,05 - 0,5 с в зависимости от диаметра электродной проволоки снижают напряжение и ток сварки до уровня, соответствующего сварочному процессу с короткими замыканиями дугОвого промежутка, Во время короткого замыкания происходит накойление магнитной энергии в сварочном дросселе с ее последующим выделением при разрыве жидкой перемычки, При выделении накопленной магнитной энергии на выводах обмотки сварочного дросселя возникает бросок напряжения ЗДС самоиндукции, который выключает тиристор или симистор.Время пониженного режима сварки выдерживают в интервале 0,1 - 05 с в зависимости от диаметра электродной проволоки.После этого восстанавливают прежние зна1712095 Па амет ы сва очного ежима Время шунтирования сварочного дросселя, с Диаметр электродной проволоки, мм Время пониженного режима . сварки, с заниженного номинального св, ВА св В,св В св, ВА 28-3032-3635-38 19 - 21 20-23 22-24 320-370 350-420 380-470 190-220 210 в 2.260 в 3 0,05 0,12 0,10,14 1,2 350-430 390-485 460-570 20-22 22-24 23-25 220-250 260 - 310 280-350 30-34 35-38 38-40 0,22 0,10 1,6 чения сварочного режима, на котором выполняют сварку.В течение указанного интервала времени происходит 2 - 3 коротких замыкания электрода с иэделием, которых, как показа ли практические испытания, вполне достаточно для надежного выключения тиристора или симистора, В состав указанного временного интервала входят также времена двух переходных процессов при 10 переключениях режимов сварки: первого - при переходе на пониженный режим сварки после окончания шунтирования сварочного дросселя и второго - при восстановлении, первоначального сварочного режима. Из мерения суммарного времени обоих переходных процессов, выполненные на применяемом сварочном оборудовании, показали, что это время составляет 300 от времени сварки с короткими замыканиями, 20 куда входят суммарное время от 2 до 3 коротких замыканий, достаточных для надежного выключения тиристора или симистора, а также суммарное время периодов горения дуги между ними. 25Если, в случае применения электродной проволоки диаметром 1,2 мм, устанавливать время пониженного режима сварки менее 0,1 с, то количество коротких замыканий будет не достаточно для надежного выклю чения тиристора или симистора. При выдержке времени пониженного режима сварки более 0,5 с (для проволоки диаметром 2 мм) происходит забрызгивание начального участка сварного шва, т.е. снижение его каче ства.В таблице приведены данные сварочных режимов и временных параметров работы сварочного оборудования по предлагаемому способу сварки (с учетом 40 суммарного времени переходных процессов при переключении режимов сварки).Предлагаемый способ сварки был опробован и реализован при автоматической сварке в СО 2 электродной проволокой Св 08 Г 2 С диаметром 1,2 - 2,0 мм. Сварка выполнялась сварочными головками от полуавтоматов АМ и ПДГс питанием дуги от выпрямителей ВС-ЗООБ и ВСМ постоянным током обратной полярности,При указанных в таблице данных происходит надежное выключение тиристора или симистора, шунтирующего сварочный дроссель во время начального возбуждения дуги. В этом случае резко уменьшается забрызгивание сварочного шва и сопла сварочной горелки, особенно при сварке коротких швов, что повышает производительность труда на величину 10 - 15 благодаря значительному уменьшению количества технологических операций очистки изделия и сопла от брызг. Кроме того, до величины 1 - 3 уменьшаются потери электродной проволоки на разбрызгивание. Особенно эффективно использование предлагаемого способа дуговой сварки на форсированных режимах,Изобретение может применяться на существующем сварочном оборудовании для автоматической и полуавтоматической дуговой сварки, в том числе на автоматах АДГ 502 У 4, АДПГи йа полуавтоматах ПДГ, АМ, АУЗ и др. Экономичность способа достигается уменьшением потерь электродной проволоки и устранением необходимости очистки изделия и сопла сварочной горелки от брызг электродного металла,Формула изобретения Способ дуговой сварки плавящимся электродом, при котором в начале сварочного цикла шунтируют дроссель в сварочной цепи на время 0,05 - 0,5 с, о тл и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения качества сварного шва за счет повышения надежности выключения тиристора или симистора при режимах сварки без коротких замыканий дугового промежутка, по истечении времени шунтирования дросселя снижают напряжение и ток сварки на время 0,1 - 0,5 с до уровня, соответствующего сварочному процессу с короткими замыканиями, после чего восстанавливают прежние значения напряжения и тока сварки,1712095 Продолжение таблицы 10 2 2 0 Составитель Т,ТютченковТехред М.Моргентал едактор Н,Федоров орректор Л,Патей роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 494 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рэушская наб., 4/5