Способ автоматической электродуговой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистическихРЕСПУБЛИК 18085 бО А 9) 1)5 В 23 К 9/10,ТЕН НИЕ И ОП ВИДЕТЕЛ ЬСТ ВТОРСКО Патент С.08.84. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Мариупол ьский металлургический титут(72) А.Д.Размышляев и В.Р.Маевский (56) Ивочкин Н.И, и др, Эффективный способ интенсификации сварки плавлением, Автоматическая сварка, 1976, М 10,Якушин Б.Ф., Тихонов В,П. Получение швов с переменным фазовым составом по сечению. Сварочное производство, 1978, Мг 5, с.3-6,Якушин Б.Ф., Авдеев А,И, .Исследование процесса усвоения присадки в сварочной ванне при сварке плавлением. Сварочное производство, 1986, М 9, с.37 - 39,ША М 4464558, кл. В 23 К 9/10, 07 Изобретение относится к автоматической электродуговой сварке металлов и сплавов плавящимся и неплавящимся электродом постоянным и переменным током, Может быть использовано для наплавки плавящимся электродом в среде защитных газов или под флюсом и неплавящимся электродом в среде инертных защитных газов.Целью изобретения является повышение стабильности и качества сварки плавящимся электродом,Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматической электродуговой сварки, прикотором используют дополнительный присадочный электрод, предварительно подогревают и подают в хвостовую(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ(57) Использование: автоматическая электродуговая сварка металлов и сплавов плавящимся и неплавящимся электродом, постоянным и переменным током. При сварке используется дополнительный присадочный электрод, который подогревают от источника питания сварочной дуги и подают в хвостовую часть сварочной ванны, а электрическую цепь замыкают через сварочный электрод, дугу, жидкий металл сварочной ванны, присадочный электрод, источник питания с заданным расстоянием от точки ввода присадочного электрода до сварочного электрода. Это расстояние устанавливают не менее 10 мм и не более, чем две трети длины хвостовой части сварочной ванны. 1 ил., 1 табл СО часть сварочной ванны, подогрев присадочного электрода осуществляют от источника 0 ф питания сварочной дуги, а электрическую (Л цепь замыкают через сварочный электрод 0 с дугу, жидкий металл сварочной ванны, при- С) садочный электрод, источник питания, расстояние от места ввода присадочного электрода до сварочного устанавливают ввеаеЪ пределах 2/ЗЬ.х, . 10 мм, где Ь. - длина хвостовой части сварочной ванны.Установление расстояния от точки ввода присадочной проволоки до оси сварочной проволоки более 2/Зв.хв приведет к примерзанию присадочного электрода к дну сварочной ванны, поскольку температура ванны от головной ее части и хвостовойчасти снижается, что нарушает стабильность процесса сварки,Установлениерасстояния от точки ввода присадочной проволоки до оси сварочной проволоки менее 10 мм может привести к образованию сварочной дуги между присадочной и электродной проволоками, что нарушает стабильность процесса сварки,Изобретение поясняется чертежом.Электродная проволока 1 (сварочный электрод) с помощью подающего механизма (стандартного автомата, либо полуавтомата для дуговой сварки плавящимся электродом) с заданной скоростью подачи (Чл.э.), обеспечивающей заданную (расчетную) величину сварочного тока (св), сварочная дуга 4 горит между электродом 1 и изделием 5 от источника питания 6 (постоянного, либо переменного тока), С помощью контактора 11 полюс источника питания 6 подключается к клемме 12 и процесс сварки начинается как обычный процесс сварки, то есть дуга 4 возбуждается между изделием 5 и электродом 1. При образовании жидкой сварочной ванны 9 достаточных размеров (обычно через 5 - 10 с) контактором 11 полюс источника 6 подключают к клемме 13, то есть к скользящему токоподводу 10 и обеспечивают одновременную подачу присадочной проволоки 7 с помощью подающего механизма 8 (сварочного автомата, либо полуавтомата для сварки плавящимся электродом). Скорость подачи присадочной проволоки (Чп.п,) обеспечивают такую, чтобы она соответствовала скорости ее плавления избыточным теплом жидкой сварочной ванны и джоулевым теплом в вылете (и) при протекании по нему сварочного тока (св) Диаметр присадочной проволоки ограничен лишь возможностью (технической характеристикой) используемого автомата, либо полуавтомата. При этом необходимо использовать подающие механизмы автоматов (полуавтомата), позволяющие плавно регулировать скорость подачи проволоки.Расстояние от точки ввода присадочной проволоки до оси сварочного электрода 1 (1 ) является параметром, позволяющим регулировать производительность процесса расплавления присадочной проволоки (Чл.л,) при прочих равных условиях (1, и, Чсв), Чем меньше расстояние 1, тем быстрее расплавляется присадочная проволока 7 (больше температура жидкого металла сварочной ванны). Однако, расстояниене должно быть слишком малым, чтобы не образовалась сварочная дуга между электродамй 1 и 7. Экспериментально установлено, что минимальное расстояниедолжно быть (. 10 мм (для способов сварки плавящимся электродом при сварочном токе1 300 А), Максимальная величина расстоянияне должна превышать 2/3 длиныхвостовой части ванны (Ь,х,), то есть.щах2/ЗЬ.хв, (установлено экспериментально), Еслищах 2/3 в.хв" то возможйопримерзание электрода 7 к дну сварочнойванны 9,При осуществлении процесса сваркинеплавящимся электродом не используетсямеханизм подачи проволоки 2, а электрод 1является неплавящимся (вольфрамовым)электродом.П р и м е р, Процесс сварки выполнялиспособом, принятым в качестве прототипа испособом по заявленному техническому решению. Для сравнения выполняли на тех жережимах обычный процесс сварки, то естьбез присадочной проволоки. В процессесварки по каждому варианту (режиму) измеряли производительность (г/с) расплавления электродной (сварочной) проволоки(6) и присадочной проволоки (бл.,).Сварку осуществляли проволокой Св 08 А (ГОСТ 2246-70) диаметром 4 мм, присадочная проволока этого же состава такжеимела диаметр 4 мм, Использовали автоматтипа АДС, оснащенный дополнительно двигателем постоянного тока (и редуктоЗ 0 ром), позволявшим подавать в зонусварочной ванны присадочную проволоку,Сварку выполняли на обратной полярностиот. выпрямителя типа ВДУ, Осуществляли сварку(стыковую без разделки кромок)пластин из стали ВМСтЗсп (ГОСТ 380-75)толщиной 20 мм под флюсом АНА(ГОСТ908-75),Во всех экспериментах скорость сваркиЧ=30 м/ч и напряжения надуге Од=32 - 3440 В сохраняли неизменными.Вылет электродной проволоки во всехэкспериментах сохраняли неизменным Н =45 мм,В одной серии экспериментов изменяли45 величину сварочного тока, сохраняя постоянным значение вылета присадочной проволоки и = 45 мм, в другой серии - изменяливеличину вылета присадочной проволоки,сохраняя постоянной величину сварочного50 тока.Во всех экспериментах место вводаприсадочной проволоки было постоянным 1 == 25 мм. При реализации способа сварки по про 55 топу в качестве источника питания служил выпрямитель ВДУ.-1201 (дополнительный), Вычисляли относительный расход присадочной проволоки6 ,и.а= -Оэ.и.Повышение производительности процесса сварки при использовании присадочной проволоки по сравнению с процессом 5сварки без присадочной проволоки вычисляли по выражениюР =1+аРезультаты экспериментов, приведенные в таблице, показывают, что от сварочного тока коэффициент Р практически независит.Значения коэффициента Р значительнозависят от вылета присадочной проволоки и(см. таблицу), Следовательно, изменением "5вылета и можно эффективно регулироватьпроизводительность процесса сварки,Как и следовало ожидать, при способесварки по прототипу, если ток подогреваравен сварочному току при способе сварки 20по заявленному техническому решению(при равных вылетах присадочной проволоки), эффект повышения производительности ( ф) практически одинаков (см, таблицу).Максимальное повышение производительности составило 3 = 1,98 (при вылете120 мм), то есть в 2 раза, Дальнейшее уве. личение производительности ограничива-.ется тем, что с ростом вылета и (свыше 120мм) из-за подогрева присадочной проволоки(жесткости ее) возможны нарушения процесса сварки (возникновение дуги междуванной и присадочной проволокой),Следовательно, данный способ позволяет повысить производительность процес- З 5са сварки (как в способе, принятом вкачестве прототипа), но существенно упростить установку для сварки (отказаться отприменения дополнительного источника40 питания для подогрева присадочной проволоки), уменьшить себестоимость продукции (сварнь 1 х конструкций).Данный способ целесообразно применять при сварке стыковых соединений металла большой толщины, когда выполняется разделка шва,и в других случаях, когда шов образуется за счет расплавленного электродного металла.При сварке по предлагаемому способу было отмечено, что из-за наличия рядом с дугой проводника с током (присадочной проволоки), дуга отклоняется в сторону от присадочной проволоки, что приводит к значительному увеличению ширины шва.Учитывая это, а также отмеченную выше повышенную производительность плавления электродного металла, предлагаемый способ целесообразно также применять для электродуговой наплавки.Формула изобретения Способ автоматической электродуговой сварки, при котором используют дополнительный присадочный электрод, предварительно подогревают его проходящим током и подают в хвостовую часть сварочной ванны, а электрическую цепь замыкают через сварочный электрод, дугу, жидкий металл сварочной ванны, присадочный электрод, и общий источник питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения стабильности процесса и качества сварки при сварке плавящимся электродом, расстояние от точки ввода присадочного электрода до сварочного устанавливают в пределах 2/33 в.хв. 310 мм,гдев,хв. - длина хвостовой части сварочной ванны.1808560 Расстоянием 1,мм Коэффициентт Режим сва ки ПримечанияСпособ сварки Пример Ь,мм Н, мм Св,А Процесс стабилен 45 25 1.42 45 500 По прототипу н и н и Предлагаемыйн а и н и По прототипун н п н Предлагаемыйи В н и н 10 1,55 500 45 1,40 15 16 45 45 45 45 5075(12- 1 е.хв)3 500 500 Составитель А.Размышляеведактор А.Купрякова Техред М.Моргентал Корректо ль аказ 1242 Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитетапо изобретениям и открытиям при Г 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Про водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 10 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 750 1000 500 750 1000 500 500 500 500 500 500 500 45 45 45 455 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 25 90 120 25 90 120 45 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 8 1,51 1,52 1.59 1,60 1,62 1,38 1,60 1,90 1,49 1,71 1;98 НарушениепроцессаПроцессстабиленнНарушениепроцесса