Способ дуговой сварки в защитных газах

(51)5 В 23 К 9/167 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ менее тока,поля(54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ Изобретение относится к сварке и может быть использовано для дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присат дочного металла в защитных газах деталей малых толщин (до 5 мм) иэ алюминиевых сплавов, сталей и других материалов,Известен способ сварки, при котором для обеспечения равномерного формирования и предотвращения прожогов при сварке малых толщин используют пульсирующий сварочный ток (Справочник по сварке, под ред, А,И.Акулова, т.1, Москва, "Машиностроение", 1978 г., с.145-150).Однако известный способ не обеспечивает устранение трещин, шлаковых и окисных включений и пористооть в сварных швах.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является способ сварки дугой, управляемой продольным магнитным полем, генерируемым переменным током, при котором для улучшения качества сварных швов. в том числе устранения трещин, шлаЫ 21776516 А 1(57) Использование: для дуговой сварки не- плавящимся электродом с подачей присадочного металла в защитных газах деталей малых толщин (до 5 мм) из алюминиевых сплавов, сталей и других материалов, Сущность способа: сварку деталей малых толщин выполняют пульсирующей дугой неплавящимся электродом на сварочную дугу воздайствуют импульсно магнитным полем, генерируемым переменным током, При этом период изменения напряженности магнитного поля составляет не 0,7 от периода изменения сварочного а скважность импульсов магнитного выбирают в пределах от 3 до 8. 1 табл,ковых и окисных включений, пористосги на сварочную дугу и металл сварочной ванны воздействуют знакопеременным продольным электромагнитным полем (В.П.Черныш и др"Сварка с электромагнитным перемешиванием", Киев, "Техника", 1983 г., с.11 - 20).Недостатком известного способа является невозможность выполнения сварки малых толщин без прожогов, трещин, пористости и окисных и шлаковых включений.Целью изобретения является повышение качества сварных соединений деталей малых толщин путем устранения прожогов, трещин, пористости, окисных и шлаковых включений.Поставленная цель достигается тем, что в способе дуговой сварки в защитных газах неплавящимся электродом с подачей присадочного металла, при котором сварку деталей малых тблщин (до 5 мм) выполняют пульсирующей дугой, на сварочную дугу воздействуют импульсно магнитным полем, 1776516генерируемым переменным током, при этомпериод изменения напряженности магнитного поля составляет не менее 0,7 от периода изменения сварочного тока, аскважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 до 8,В результате анализа известных способов дуговой сварки, при проведении патентных исследований, технических решений ссовокупностью признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемогоспособа, не обнаружено.Предложенный способ обеспечиваетположительный эффект, так как устраняетобразование прожогов, трещин;.окисных ишлаковых включений, пористости и повышает качество сварных соединений,На чертежах показана диаграмма изменений: на фиг,1 - постоянного сварочноготока, на фиг.2 - переменного сварочноготока, на фиг.З - напряженности магнитногополя во времени.Способ состоит в воздействии на пульсирующую дугу переменного и постоянноготоков и металл сварочной ванны.и присадоч ной проволоки продольным магнитным полем напряженностью Н. Магнитное полесоздают переменным током и подают импульсно с периодом Тм. Период изменениясварочного тока Тсв При этом Т0,7 Тса,а скважность импульсов магнитного полявыбирают в пределах от 3 до 8,Точка А на осциллограмме тока соответствует началу импульса постоянного токаолимп, точка В - окончанию импульса тока,началу горения дежурной дуги дд, точка С -началу окончания одного цикла изменениясварочного тока, Точки А 1, В 1 и С 1 - соответственно для переменного тока. Точка О соответствует началу импульса магнитногополя, точка Е соответствует окончанию импульса магнитного поля и началу паузы, точка Е соответствует окончанию циклаизменения магнитного поля,При Тм 0,7 Тсв наблюдается неравномерное плавление присадочного металла иотмецзются случаи появления трещин иокисных включений в сварных швах из-замалого времени воздействия магнитногополя в периоды импульсов тока, когда происходит воздействие магнитного поля насварочную ванну, и в периоды дежурнойдуги, когда магнитное поле облегчает процесс равномерного плавления присадочного металла,При Тм0,7 Тсв в сварных швах дефекты отсутствуют, так как в моменты импульсов сварочного тока и в моменты горениядежурной дуги гарантированно обеспечивается воздействием магнитным полем на сварочную ванну и расплавляющийся присадочный металл, .Скважность импульсов магнитного поля5определяли из соотношения о = - . ЭкспеТи.гприментально установлено, что при длительности импульсов ти в пределах 0,6 - 0,8 с, апаузы тЪ = 0,1 - 0,2 с обеспечивается эффек 10 .тивное измельчение первичной структурыметалла шва и окисных включений.При длительности импульсов 0,6ти 0,8 с, а паузы 0,1 тп 0,2 с не обеспечивается измельчение первичной структуры15 металла шва, что приводит к образованиютрещин, особенно на участках окончаниясварного шва, Кроме того не обеспечивается полное разрушение окисных плен, Всварных швах наблюдаются окисные вклю 20 чения протяженностью свыше 3,0 мм присварке деталей толщиной 2,0 мм.П р и м е р. Осуществляли автоматическую аргонодуговую сварку вольфрамовымэлектродом круговых стыков диаметром 8025 мм, для чего в плоские заготовки размером400 х 400 х 2 мм с центральным отверстиемдиаметром 80+0,2 мм из алюминиевого.сплава АМг 6 вваривались круговые плоскиезаготовки диаметром 80 - 0,1 мм толщиной30 2,0 мм. Сварочный ток изменялся от 90 А вимпульсе до.40 А (дежурная дуга). Скоростьсварки (Чсв) составляла 10 м/ч, Длительность импульса и паузы составляли 0,5 с.Для осуществления способа использо 35 вали устройство, состоящее из сопла-соленоида и тиристорного синхронногопрерывателя переменного тока. Магнитноеполе подавали с частотой 1,54-1,0 Гц искважностью о:= 3-8.40 Для получения сравнительных данныхтакже проводили сварку по способу-прототипу,Оценку способов. сварки производилина основании замера суммарной протяжен 45 ности окисных плен и наличия трещин. Наличие окисных плен и трещин определялипо результатам рентгеновского просвечивания, а наличие наружных трещин и прожогов - визуально с помощью лупы с50 десятикратным увеличением,Влияние параметров магнитного поляна качество сварных швов отражено в таблице.Как видно из таблицы в швах, выполнен 55 ных по предлагаемому способу, трещины. отсутствуют, а суммарная протяженностьокиснык плен в 5-6 раз меньше. чем присварке известным способом,Предлагаемый способ сварки обеспечивает эффективное перемешивание рэспла1776516 щимся электродом с подачей присадочного металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем устранения прожогов, трещин, 5 пористости, окисных и шлаковых включений, на сварочную дугу импульсно воздействуют магнитным полем, генерируемым переменным током, при этом период изменения напряЖенности магнитного поля бе рут не менее 0,7 от периода изменениясварочного тока, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 до 8. Период импульсов тока, с . Способ сварки Па за Имп льс Па за Имп льс 0,5 0,6 0,05 0,5 Предлагаемый 0,25 0,5 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,1 0,2 0,1 02 0,08 0,6 0,6 0,8 0,8 0,8 0,1 0,5 0,5 0,9 0,5 0,5 Известный ф свпост.ток ва в сварочной ванне, разрушает окисную пленку на поверхности присадочной проволоки, обеспечивает равномерное ее расплавление и приводит к повышению качества сварных швов, Это снижает трудозатраты на исправление дефектов в 1,5-2,0 раза и повышает надежность сварных соединений. Формула изобретения Способ дуговой сварки в защитных газах,при котором сварку деталей малых толщинвыполняют пульсирующей дугой неплавяПериод импульсов магнит- Результаты исного поля, с следований Неравномерное формированиеОтдельные , трещины Дефектов нет Дефектов нет Дефектов нет Дефектов нет Трещины. в кратере, окисные плены Окисные плены, отдельные трещиныТрещины на участке окончания процесса сварки и окисные включения суммарной протяженности 46,1 мм на1 мшва1176516 7 щчп Т Фит. Составитель В, ЛукояновТехред М,Моргентал Корректор Н. Слободяник кто каз 4092 Тираж ВНИИПИ Государственного комит 113035, Москабинат "Па 1 ент",Ужгород. ул.Гагарина 10 роиэводственно-иэдательский 1 свлврщ 1,ток а по иэ Ж, Р Подписноеретениям и открытиям при ГКНТ СССшская наб., 4/5