Способ дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов

(56) Потапьевский А.Г, Сварка в защитных газах плавящимся электродом, Машиностроение, 1974, с. 239.Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯ- .1 ЦИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ(57) Изобретение относится к дуговой сварке металлов плавящимся электродом диаметром 0,8 - 1,6 мм на режимах с короткими замыканиями дугового промежутка каплями электродного металла и может быть использовано в различных областях машиностроения, Целью изобретения является нститут сельхозетров Изобретение относится к дуга ке металлов плавящимся электро метром 0,8 - 1,6 мм в защитных режимах с короткими замыканиям го промежутка каплями электрод талла и может найти примене изготовлении конструкций в разли раслях промышленности и в строиЦель изобретения - повыше бильности процесса сварки, стаби проплавления основного металла рических параметров шва, сниже брызгивания металла.Способосуществляется с ю им обледу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ вой свардом диагазах на и дугово-ного мение причных от-. тельстве.ние стал изации и геометния разповышение стабильности процесса сварки, стабилизации проплавления основного металла и геометрических параметров шва при одновременном снижении разбрызгивания металла. В способе между короткими замыканиями поддерживают дугу с током постоянной величины 1 б = (0,8-0,94)1 пр ат основного источника питания, в момент короткого замыкания устанавливают скорость нарастания тока (200-300) кА/с до достижения тока (0,75 - 0,85)кэ. Затем ступенчато снижают скорость нарастания тока до 10 - 80 кА/с до разрыва перемычки, а в момент разрыва перемычки ток дуги снижают со скоростью (200 - 300) кА/с до величины (0,75 - 0,5) кэ, где 16 - ток горения дуги в промежутках между короткими замыканиями;1 пр - ток процесса сварки; 1 кэ - амплитудное значение тока короткого замыкания:кз = (2,0 - 2,4)1 б. Изобретение позволяет увеличить частоту и уменьшить размер капель при переходе электродного металла всварочную ванну. 2 ил 1 табл.аюЪ Сварку ведут плавящимся электродом в среде защитных газов с короткими замыканиями дугового промежутка, а между короткими замыканиями поддерживают маломощную дугу от дополнительного источника питания постоянного тока с регулируемым наклоном внешней характеристики, Между короткими замыканиями поддерживают дугу с током постоянной величины, составляющей 0,8 - 0,94 тока сварки. В момент короткого замыкания скорость нарастания тока устанавливают в пределах 200 - 300 кА/с до достижения величины тока 0,75 - 0,85 тока короткого замыкания. Затем до разрыва перемычки ступенчато снижаатскорость нарастания тока до величины 10 - 80 кА/с и сохраняют ее до момента разрыва перемычки благодаря включению дополнительного источника питания с напряжением холостого хода ниже напряжения, равного сумме приэлектродных падений напряжения, Б момент разрыва перемычки ток дуги снижают со скоростью 200 - 300 кА/с до величины 0,75 - 0,5 величины тока короткого замыкания, Ток короткого замыкания при этом составляет 2,0 - 2,4 величины тока в промежутках между короткими замыканиями.Такое ступенчатое изменение тока, скорости его нарастания и указанное соотношение позволяют принудительно управлять переносом металла во время коротких замыканий дуги, а при горении дуги стабилизировать равномерность плавления электродной проволоки, проплавление и геометрические параметры шва,На фиг.1 приведена схема изменения тока и напряжения во времени при сварке с короткими замыканиями; на фиг.2 - осциллограмма тока и напряжения процесса сварки с короткими замыканиями,П р и м е р. Проводилась сварка пластин из малоуглеродистой стали Ст, 3 толщиной 3 мм стыковым швом электродной проволокой Св - 0,8 Г 2 С диаметром 1,2 мм. Сварка осуществлялась сварочной головкой с независимой постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Питание дуги осуществлялось от двух источников питания (основного и дополнительного), Основной источник - стабилизатор тока, имеет штыковую характеристику, а дополнительный - слегка падающую вольт-амперную характеристику. Напряжение холостого хода дополнительного источника питания устанавливалось ниже суммы приэлектродных падений напряжения.Процесс сварки осуществляется следующим образом. Плавящаяся электродная проволока и изделие подключены к клеммам двух источников постоянного тока, включенным на параллельную работу, В цепь дополнительного источника питания (сварочного генератора ПСГ) включен разделительный диод,Параметры режима фиксировались светолучевым и электронным осциллографами, Качество шва и его формирование определялось визуальным осмотром и по увеличенным изображениям продольных и поперечных макрошлифов сварных соединений.Исходные данные, физические и технологические параметры процесса сварки сведены в таблицу, 40 50 55 5 10 15 20 30 Как видно из данных таблицы, наилучшее формирование шва и наименьшие потери металла на разбрызгивание достигается при параметрах предлагаемого способа.Уменьшение скорости нарастания тока короткого замыкания и его величины нижеуказанных пределов приводит к увеличению длительности короткого замыкания, снижению частоты переноса капель и ухудшению формирования шва.Увеличение скорости нарастания тока короткого замыкания выше предлагаемой приводит к тому, что при соприкосновении капли металла на торце электрода со сварочной ванной капля отталкивается от последней, снижается частота переноса, увеличиваются размеры капель, что способствует росту потерь металла.Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества:- равномерное формирование шва с плавным переходом к основному металлу с мелкой чешуйчатостью благодаря стабилизации тока горения дуги;- увеличение частоты и уменьшение размеров капель при переходе электродного металла в сварочную ванну при одинаковой скорости подачи электродной проволоки;- потери металла не превышают 4 ф; - практически отсутствует набрызгивание металла в околошовной области. Формула изобретения Способ дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, при котором сварку осуществляют с короткими замыканиями дугового промежутка, а между короткими замыканиями поддерживают маломощную дугу от дополнительного источника питания постоянного тока с регулируемым наклоном внешней характеристики, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности процесса сварки, стабилизации проплавления основного металла и геометрических параметров, снижения разбрызгивания металла, между короткими замыканиями поддерживают дугу с током постоянной величины, составляющей 0,8 - 0,94 тока сварки в момент короткого замыкания скорость нарастания тока устанавливают в пределах 200-300 кА/с до достижения величины тока 0,75 - 0,85 тока короткого замыкания, затем до разрыва перемычки ступенчато снижают скорость нарастания тока до величины 10 - 80 кА/с, а в момент разрыва перемычки ток дуги снижают со скоростью 200 - 300 кА/с до1712096 ния составляет 2,0 - 2,4 величины тока в промежутках между короткими замыканиями,Скорость нарэстния тока, А/с 1 Скорость спада,А/сХарактеристика процесса Ток спада, А Ток, А1 111 участ. 1 /1 Б 1 уча-11 участкастка 111 уча т уца уча-, П участкастка стка 1 стка 150 440 350=0,81 50 200 15 Увеличивается частота и длительность коротких замыканий, растутнеравномерность проплавления иразбрызгивание 0 305 3051 1,90 170 340 285=0,831 2,0 300 10 240 140 300 2 Разбрызгивание составляет 3-42от расплавленного металла, формирование шва равномерное 20 140 0 340 285=0,831 31 80 340285=0,831 2,0 300 Разбрызгиаание не превышает 3-4формирование шва равномерное 0 15 0 310 50 рызгивание,коротких замыапель, Ооявлять проплав" 190 300 280=0,931 1 э 50 200 10 190 - 200 величины 0,75 - 0,5 величины тока короткого замыкания, при этом ток короткого замыка 170 400 320=0,81 2,4 280 20 280 170 440 350=0,813 2,6350 30 350 Большая длительность коротких замыканий, интенсивное разбрызгивание в момент разрыва перемычки, наблюдается неравномерность проплавления по длине шва, колебаний геоиетрических пграиетров шва Снижается частота переноса металла, ухудшается равномерность перехода капель в сварочную ванну, капли отталкиваются от ванны при . их соприкосновенииУвеличивается времй короткого замыкания, снижается частота перехода. капель, появляется неравнонерность проплавления велицивается ра нищается частот аний и перехода тся неравномерн ения шва Снижается частота ний, возрастают р неравномерность и и геометрических возрастает разбры талла коротких замыка"амеры капель,роллавленияазмеров шва,гивание ме1712096 О О Составитель В.ЛенивкинТехред М.Моргентал Корректор Л,Пата Редактор Н.Федо аказ 494 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 енно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1