Способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом

ОП ИСАНИЕ ИЗОВВЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ц 965661 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М К В 23 К 9/16 Гасударственный кемнтет СССР пв яелам нзебретеннй и етнрмтнйОпубликовано 15.10.82. Бюллетень38 Дата опубликования описания 25.10,82. А. Бук 1) Заявител РК 4) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОЙ ДУГОВОЙ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДО ередине разде большои объе нии электрода ожно е жа при движе вс лки невозм уд р ть м ванны.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, при котором выполняют разделку кромок стыка и заполняют ее непрерывной наплавкой, образуя сварные точки на кромках при наложении импульса тока, осуществляют колебания электрода с перемещением его вдоль кромки и задержкой на ней в течение определенного времени при одновременной синхронизации импульсов тока и подаче проволоки 3),Недостатком ук ся необходимость в ка питания для кач шва, в противном ванны и в серед грибовидность. По дартными отечеств за иным способом объем ванны, что газоэлектрическои речными колебан к кромке, при кот направления поп ектрода у кромок сы тока 2).является низкая цесса сварки, так ду иями ором реч- разИзвестен способ говой сварки с поп электрода от кромки в момент изменения ного перемещения эл делки подают импул Недостатком его изводительность проро- как Изобретение относится к способам импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов стыковых соединений с разделкой кромок с колебаниями электрода и присадочной проволокой и может быть использовано во всех 5 отраслях народного хозяйства.Известен способ аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, при котором электрод колеблют между кромками разделки, а проволоку подают в середине между кромками 1.Недостатками способа являются низкая производительность процесса сварки (толшина наплавКи за один проход не превышает 1,5 - 2,0 мм), у кромок наблюдаются 15 несплавления из-за интенсивного теплоотвода,азанного способа являетысокочастотного источниественного формирования случае возрастает объем ине разделки появляется этому при сварке со станенными источниками укавынуждены уменьшать снижает производитель965661 55 ность и приводит к появлению межваликовых несплавлений.Целью способа является повышение производительности и качества сварки.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, заключающемуся в образовании сварного шва путем перекрывающих друг друга точек при наложении импульсов тока, с поперечными колебаниями электрода и с перемещением его вдоль кромки и задержкой на ней в течение определенного времени при одновременной синхронизации импульсов тока и подачи проволоки в момент задержки осуществляют серию циклов импульс - пауза, перекрывая на величину 0,6 - 0,8 площади предыдущих сварных точек в поперечном направлении, а присадочную проволоку подают в зону активного пятна дуги со смещением от оси электрода к центру шва, а при колебании электрода проволоку плавно смещают к оси последнего, при этом колебание и перемещение электрода осуществляют во время действия импульса, причем время колебания берут 0,5 - О, времени перемещения а время первой задержки электрода на кромке берут в 2 - 3 раза больше времени последующих задержек,На фиг. 1 показана схема поперечного перемещения электрода в разделке при наплавке; на фиг. 2 - поперечное сечение шва с порядком наложения сварных точек; на фиг. 3 - схема перемещений электрода; на фиг. 4 - циклограмма процесса сварки.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Предварительно электрод 1 устанавливают у кромки 2 стыка 3. Одновременно выставляют присадочную проволоку 4 со смещением на 3 от оси электрода 1 (фиг. 1). Смещение присадочной проволоки 4 на величину 1; от оси электрода 1 к центру разделки обусловлено тем, что при наложении импульсов тока у кромок ванны из-за интенсивного теплоотвода вглубь стыков приобретает ассиметричную форму, вытянутую в середине разделки, т.е, формы 5 и 6 (фиг, 3). Затем между электродом 1 и стыком 3 зажигают дугу 7 и выдерживают ее у кромки 2 в течение времени 1 . Время 11 обеспечивают в 2 - 3 раза больше, чем время последующих задержек 1, Это вызвано тем, что в начале сварки.из-за интенсивного теплоотвода ванна очень мала и требуется больший прогрев, чтобы форма ванны приобрела квазистационарные размеры. Причем после 2 - 3 импульсов-пауз включают подачу присадочной проволоки 4, которая подается в зону активного пятна дуги 7 непосредственно в ванну со смещением 1; от оси электрода 1. По истечении первого импульса-паузы ванна приобретает форму 5 (фиг. 3). Количество импульсов 4пауз обеспечивают такое, чтобы ванна в конце их имела форму 6, т,е. вытянутую от кромок 2 до кромки 8. Такая форма позволяет хорошо удерживать большой объем ванны на кромках; более равномерное заполнение разделки кромок; обеспечивается взаимное перекрытие площадей сварных точек в поперечном направлении на величину 0,6 - 0,8 от их общей площади. Указанная величина выбрана из условия оптимальной производительности и качественного сплавления между тоЧками. При значениях больших 0,8 снижается производительность, а меньших 0,6 ухудшается сплавление. При достижении размеров ванны формы 6 задержку у кромки 2 прекращают, и осуществляют поперечное перемещение электрода 1 от кромки 2 к кромке 8. При этом проволоку 4 плавно смещают к оси электрода 1 (положение 9 на фиг. 1). Это связано с тем, что при перемещении форма ванны видоизменяется, уменьшается размер впереди 20 дуги 7 и проволоку 4 удобнее подавать пооси электрода 1. В противном случае наблюдается ее примерзание. Поперечное перемещение осуществляют одновременно с продольным и выполняют его в период наложения импульса тока (фиг. 4), В этом случае наблюдается более плавный переход от одной кромки к другой, Время поперечного перемещения (колебания) Ь составляет 0,5 - 0,7 времени продольного перемещения т 4. При значениях з 0,5 т 4 уменьшается З 0 шаг 5 , и снижается производительностьсварки. При значениях 6 з 0,74 снижается площадь взаимного перекрытия сварных точек, Таким образом, электрод 1 достигает кромки 8 раньше, чем прекращают его продольное перемещение. Это позволяет прогреть кромку 8 и осуществить качественное сплавление. Затем следует пауза, позволяющая уменьшить объем ванны, стабилизировать тепловое состояние у кромок и последующие размеры ванны, При этом прово локу 4 вновь плавйо смещают на величинуот оси электрода 1 к центру шва (положение 10 на фиг. 1). Траектория перемещения электрода 1 показана на фиг. 3, где видно, что электрод, находясь у кромки, совершает еще продольное перемещение и 45 полный шаг 5 равен 54 + ь 5. Значениедб,должно быть небольшим, чтобы обеспечить перекрытие сварных точек на 0,6 - 0,8 их площади. При прекращении продольного перемещения электрода 1 у кромки 8 вновь , 50накладывают серию импульсов-пауз, и процесс повторяется. Таким образом, происходит последовательное наложение точек 11, 12, 3, 14, 15 и 16 на корневой шов 17 и заполнениеразделки кромок (фиг. 2) с образованием сварного шва 18.Пример, Способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов осуществляют при сварке неповоротных стыков труб из сталиформула изобретения 20 3,0 12 Х 18 Н 10 Т размером ф 180 Х 20 мм. Предварительно выполняют стандартную ступенчатую разделку кромок. Стыки труб собирают на прихватках в четырех симметрично расположенных местах.Сварку проводят сварочной головкой ТАМ в с использованием аппаратуры СА - 120, которую перерабатывают с учетом операций, изложенных в формуле изобретения.Образцы заверяют следующим образом. Первоначально проваривают корень шва на следующем режиме: 1= 110 А; 1, = 60 А;1 -- 2 с; 1 п -- 0,8 с; серия импульс - пауза составляет 2. Сварку ведут без присадочной проволоки. Затем электрод 1 выставляют на расстояние 1,5 мм на одной из кромок свариваемых стыков труб. Проволоку смежают на величину 1,0 мм от оси электрода к центру шва, Зажигают дуги и выдерживают в течение 12 с, т.е. 11 =2,21, где 1 а - время последующих задержек у кромок, равное 5,4 с. Спустя 7,6 с включают подачу присадочной проволоки и накладывают 2 импульса-паузы.Режим сварки следующий.1 п= 200 А 1 п = 60 А; 1=1 с; 1 п= 0 8 с; Ур= 72 м/ч; 7 р -- 47 м/ч; расход аргона - 900 л/ч; диаметр присадочной проволоки - 1,2; диаметр вольфрамового электрода 4,0; угол заточки 25 с притуплением 0,3 - 0,4 мм. После наложения 2-х импульсов- пауз размеры ванны следующие: В = 9 мм, Н = 1 мм и площадь составляет 80 мм, Причем ванна вытягивается между кромками, практически оплавляя их одновременно. При наложении последующего импульса тока одновременно включают поперечное и продольное перемещение электрода. Время поперечного перемещения электрода составляет 15=0,6 с, т.е. 1 з= 0,6 14 Время продольного перемещения (, = 1= 1,0 с, Скорость сварки (продольное перемещение) составляет 8,5 м/ч. Следовательно, Ь 1 = =1,45 мм а 8=2,5 мм, т.е, 1,0 мм электрод перемещается по кромке. При перемещении электрода проволоку с помощью специального устройства плавно смещают к оси электрода., а в момент нахождения электрода у кромок смещают к центру шва на 1,0 мм от его оси. Затем перемещение электрода прекращают, следует пауза и серия импульс- пауз, Площадь взаимного перекрытия ванн составляет 53 мм, т.е. 0,66 площади ванны. Таким образом, осуществляют сварку. 5 10 15 35 40 45 50 6При таком заполнении разделки ванна хорошо удерживается на кромках, а шов во всех пространственных положениях вогнут с хорошим сплавлением у кромок.Использование способа позволяет за 5 проходов (каждый проход 10 мин) сварить неповоротный стык трубы ф 180 Х 20 мм. Время составляет 50 - 60 мин, в то время, как по известной технологии оно составляет 120 в 1 мин.Производительность увеличивается в 2 - 3 раза, а качество швов значительно улучшается. Практически отсутствуют несплавления у кромок и между валиками. Уменьшение времени сварки снижает расход аргона и другие затраты сварочных материалов, что позволяет получить экономию 1,0 - 1,5 руб. на один стык. Способ импульсной дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки, заключающийся в образовании сварного шва путем перекрывающих друг друга точек при наложении им.пульсов тока, с поперечными колебаниями электрода и с перемещением его вдоль кромки с задержкой на ней в течение определенного времени при одновременной синхронизации импульсов тока и подачи проволоки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности сварки и качества соединения, в момент задержки осуществляют серию циклов импульс-паза, перекрывая на величину 0,6 - 0,8 площадь предыдущих сварных точек в поперечном направлении, а присадочную проволоку подают в ванну в зону активного пятна дуги, со смещением от оси электрода к центру шва, а при колебании электрода проволоку плавно смещают к оси последнего, при этом колебание и перемещение электрода осуществляют во время действия импульса, причем время колебания берут равным 0,5 - 0,7 времени перемещения, а время первой задержки электрода на кромке берут в 2 - 3 раза больше времени последующих задержек,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Рощин В. В. и др. Газоэлектрическая сварка неповоротных стыков труб. - Сварочное производство, 1968,6, с. 21 - 22.2, Авторское свидетельство СССР253974, кл. В 23 К 9/16, 1968.3. Рекламный листок фирмы Бппе 1 г 1 ез США, 1976 (прототип),