Способ дуговой сварки алюминиевых сплавов

(19) (11) 1)5 В 23 К 9/08 // К 103: 10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВУ.75 (088.8)ш В,П, идр. Сварка ремешиванием. К 20, ое свидетельство л. В 23 К 9/08,07. с электромагев; Техника,ССР 2,78. 1 ,Ф О 3 4 ъ (Л 64 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 4825017 (22) 14,05,90 (46) 07.07.92 (71) Научн технологии (72) О.М.Но рев, Н.А.Го А,В,Гудков (53) 621.791 (56) Черны нитным пе 1983, с. 11 Авто рск М 833388, к Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано для дуговой сварки на переменном токе не- плавящимся электродом в защитных газах деталей из алюминиевых сплавов.Известен способ сварки, при котором для улучшения качества сварных соединений на сварочную дугу и металл сварочной ванны воздействуют знакопеременным продольным электромагнитным полем.Однако известный способ не обеспечивает измельчения и разрушения окисных плен в сварных швах алюминиевых сплавов при сварке на переменном токе вследствие однонаправленности действия магнитного поля.Известен способ дуговой сварки, при котором дугой управляют продольным магнитным полем, генерируемым переменным током, сварку ведут на переменном токе и(54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ(57) Использование: в сварочном производстве, для дуговой сварки нд переменном токе неплавящимся электродом в защитных газах. Сущность изобретения: сварку ведут неплавящимся электродом на переменном токе, а на дугу воздействуют продольным импульсным продольным электромагнитным полем со скважностью п=1,55,0, величина напряженности которого равна Н=0,2 св, Э При этом сдвиг токов, сварочного и создающего электромагнитное поле, устанавливают в пределах 160-200. Это повышает эффективность измельчения очистных плен. 1 табл. 1 ил,сварочный ток подают со сдвигом по фазе на 3060 относительно тока, генерирующего магнитное поле.Недостатком этого способа является низкая герметичность сварных соединений .алюминиевых сплавов иэ-за наличия окисных плен,Цель изобретения - повышения качества сварных соединений путем устранения окисных включений.Поставленная цель достигается тем, что в способе дуговой сварки алюминиевых сплавов неплавящимся электродом на переменном токе, при котором на дугу и металл сварочной ванны воздействуют продольным электромагнитным полем, создаваемым переменным током, который подают со сдвигом по фазе относительно сварочного тока, электромагнитное поле формируют импульсным со скважностью и-.1,5.5,0, при этом величи 1745453ну напряженности электромагнитного поля Н выбирают в соответствии с соотношением Н=0,2 св (Э), где 0,2 - коэффициент пропорциональности, Э/А; са - сварочный ток, Асдвиг по фазе токов устанавливают в пределах 160.200.Способ устраняет образование окисных включений и повышает качество сварных соединений.На чертеже показана диаграмма изме- некий сварочного тока и напряженности магнитного поля во времени.Способ состоит в воздействии на сварочную дугу переменного тока и металл сварочной ванны продольным электромагнитным полем напряженностью Н. Это поле создается переменным током, подаваемым импульсно со скважностью О=1,55,0 и напряженностью Н=0,2 св (Э), где 0,2 - коэффициент пропорциональности, Э/А: св - сварочный ток, А. При этом синусоиду переменного тока, создаваемого электромагнитное поле, сдвигают по фазе относительно синусоиды сварочного тока на 160200. Точка А на осциллограмме изменения св соответствует началу импульса переменного тока, создаваемого магнитное поле. Точка Б соответствует окончанию процесса воздействия. Для обеспечения отрыва и измельчения окисной плены значение напряженности электромагнитного поля устанавливали Н=0,2Э. В выражении для Н коэффициент пропорциональности равен 0,2 и имеет размерность Э/А.При Н 0,2 Ы не происходит гарантированного отрыва окисных плен с торцов свариваемых кромок и в сварных швах наблюдаются участки несплошностей, вызванных наличием окисных плен на свариваемых торцах вследствие недостаточного перемешивания расплавленного металла.При Н 0,2 св нарушается равномерность формирования усиления сварных швов, нарушается стабильность дугового разряда, наблюдаются срывы дуги,Скважность импульсов определяли из соотношения о = ти/Б, Экспериментально установлено, что при длительности импульсов Ъ в пределах 0,3-0,5 с, а паузы т=0,1,0,2 с обеспечиваются эффективное измельчение окисных плен, вынос их на поверхность сварочной ванны и последующее разрушение термофизическим воздействи. ем сварочнойдуги. При длительности импульсов менее 0,3 с и паузы менее 0,1 с, а также при длительности импульсов более 0,5 с и паузы более 0,2 с не обеспечивается необходимое иэмельчение окисных плен. В сварных швах наблюдаются протяженные (длиной свыше 4,0 мм окисные включения. Для повышения эффективности измельчения окисных плен сдвиг по фазе ф сварочного тока и переменного тока для созданияпеременного электромагнитного поля уста,5 навливают равным 160 - 200. Как показалиэксперименты, в случае. если 160 рз )200эффективность измельчения окисных пленснижается (см. таблицу).П р и м е р. Осуществляли автоматиче 10 скую аргонодуговую сварку вольфрамовымэлектродом пластин из алюминиевого сплава АМг 6 толщиной 4,0 мм с технологическимзазором в стыке 1,0 мм. Наличие технологического зазора величиной 1,0 мм способст 15 вует образованию окисных плен инесплавлений в швах.Режим сварки: ток сварки 250 А; скорость сварки 18 м/ч.Для осуществления способа использо 20 вали приспособление, состоящее из сопласоленоида и тиристорного синхронногопрерывателя тока. Магнитное поле подавали с частотой 1,3.2.5 Гц и скважностьюо -- 1,55,0.25 Для получения сравнительных данныхтакже проводили сварку по способу-прототипу. Влияние режимов на качество сварныхсоединений представлено в таблице,Оценку способов сварки производили на30 основании суммарной протяженности и количеству окисных плен на 1 погонный метр шва.Суммарную протяженность и количествоокисных плен определяли с помощью рентгеновского контроля. Дисперсность окисных35 плен определяли по изломам сварных швов спомощью лупы с десятикратным увеличением. Окисные плены не расплавляются в жидком металле сварочной ванны и могут служитьестественным материалом-свидетелем для40 оценки эффективности электромагнитногоперемешивания расплава сварочной ванны,Как видно из таблйцы, в швах, выполненных по предлагаемому способу, суммарное количество окисных плен в 67 раз45 меньше, а дисперсность в 3,5,4,0 раза меньше, чем при сварке по способу-прототипу.Предлагаемый способ обеспечивает более эффективное перемешивание расплавав сварочной ванне и качество сварных швов50 повышается, Этот снижает трудозатраты наисправление дефектов в сварных швах на50100,Формула изобретенияСпособ дуговой сварки алюминиевых55 сплавов, при котором сварку ведут неплавящимся электродом на переменном тока, а надугу и металл сварочной ванны воздействуют продольным электромагнитным полем,создаваемым переменным током, который1745453 этом величину напряженности электромагнитного поля Н выбирают в соответствии с соотношением Н=0,2 св (Э), где 0,2 - коэффициент пропорциональности, Э/А:.св - 5 сварочный ток, А, сдвиг по фазе токов устанавливают в пределах 160.200 О,подают со сдвигом по фазе относительно сварочноготока, отл и ч а ю щи йся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем устранения окисных включений, электромагнитное поле формируют импульсным со скважностью о=1,55,0,. при Суммарное количество окисных плен, шт,/м шва Суммар- . ная протяженность окисныхплен, мм/м шва Качество формирования сварного шва Параметры электромагнитного поляСпособ сварки Скважность импульсов аНеравномерню чешфиатость шва То жероизводственно-издательский комбина нт", г. Ужгород, ул,Гагарина,Заказ 2350 ВИИИПИ Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТСС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5