Способ контроля уровня металлической ванны при электрошлаковой сварке

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциаяистическикРеспублик щ 998059(22) Заявлено 12.10,81 (21) 3349177/25-27 ИМ. Кл.з с присоединением заявки Но В 23 К 25/00 В 23 К 9/10,Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Научно-производственное объединение по машиностроения ЦНИИТМАИ(71) Заявитель 54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ВАННЫ ПРИ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКЕИзобретение относится к техникеэлектрошлаковой сварки и может бытьиспользовано при сварке изделий больших толцин проволочными электродамиИзвестен способ контроля уровияметаллической ванны посредством неплавящегося или плавяцегося цупа,вводимого горизонтально через отверс"тие в формообразующем ползуне, прикотором уровень металлической ванныотносительно места ввода щупа определяют по напряжению между щупом исварным изделием 1),Недостатком этого способа является низкая точность определения уровня цупа относительно металлическойванны вследствие того, что напряже"ние цупа зависит не только от высотыего над металлической ванной,.но также от режима сварки, зашлаковок наповерхности щупа, прогиба щупа внизпри оплавлении его конца и т.д. Врезультате известный способ позволя"ет надежно фиксировать лишь касаниещупа с поверхностью металлическойванны, а фактический уровень ванныопределяется с погрешностью. Недостатком способа является также низкаянадежность устройств цупа, с помощью которых известный способ осуцествляется.Наиболее близким решением по тех"нической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ иэмерейия глубины шлаковой ванны посредством вертикального щупа,периодически опускаемого в ванйу,Щуп может быть плавящимся и неплавящимся. Глубину шлаковой ванны и уровень металлической ванны относительно поверхности шлака определяют,опуская щуп и фиксируя сначала касание его с поверхностью шлаковой, азатем металлической ванны, по глубине погружения цупа или при постоянной скорости погружения по временимежду моментами касания 2.Недостатком указанного способаявляется то, что определение по немууровня металлической ванны относительно ползунов требует постоянствауровня шлаковой ванны относительноползунов, и, соответственно, при использовании способа требуется дварегулятора: регулятор уровня шлаковой ванны и регулятор глубины шлако"вой ванны, Недостатком указанногоспособа является также ограниченная З 0 возможность размецения иэмеритель 998059ного щупа, поскольку в пространствестыка над поверхностью шлаковой ванны размещены электроды, касания скоторыми нарушают работу щупа.Целью изобретения является повышение качества электрбшлаковой сварки 5за счет повышения надежности и точности контроля уровня металлическойванны,Укаэанная цель достигается тем,что согласно способу контроля уровня 10,металлической ванны при электрошлаковой сварке,при котором периодически.отключают сварочный ток,при отключен"ном токе в сварочную ванну опускаютэлектрический щуп, по напряжению меж ду щупом и свариваемым иэделием фиксируют касания щупа с поверхностямишлаковой и металлической ванн и по,глубине погружения щупа в момент егокадания с указанными поверхностямирегистрируют уровень, металлическойванны,в качестве щупа используют плавящийся электрод, причем после выключения сварочного тока плавящийся электрод подают вниз до момента касания сметаллической ванной, затем поднимают вверх с постоянной скоростью домомента выхода конца электрода науровень мундштука, далее движениеэлектрода вновь реверсируют и подают вниз до момента касания электродом шлаковой ванны, после чего включают сварочный ток, при этом уровеньметаллической ванны относительно мунд"штука определяют по времени междумоментами реверса подачи электрода. 35На фиг, 1 предстанлена схема осу"ществления способа; на фиг. 2 - циклограммы измерения и регулированияуровня металлической ванны,В устройстве для реализации предла гаемого способа шлаковая ванна 1 сметаллической ванной 2 удерживаютсяв стыке свариваемых деталей 3 форми"рующими ползунами 4,Центральный плавящийся электрод 5 и периферийные 45, плавящиеся электроды б снабжены токоподводами, изолированными друг от друга изоляторами 7.Переключатель 8 установлен. междуисточником 9 сварочного тока и электродами 5 и б. У центрального элект-.рода 5 имеется дополнительный токоподвод от дополнительного источника10. Между выходом источника 9 сварочного тока и центральным электро"дом 5 установлено сопротивление 11.55Устройство работает следующим образом,Цикл работы устройства задаетсяпереключателем цикла с периодом ТС окончанием импульса тока на цент" бОральном электроде 5, переключатель8 устанавливается: в положение, показанное на фиг, 1, и источник 9 сварочного тока оказывается подключенным к периферийным электродам б. Этот 65щ Чсвгде Гш - сечение стыка, м 2Ч - скЬрость снарки, м/с,(3) момент отражается точкой 12 на циклограмме центрального электрода 5 (фиг. 2) и характеризуется определенным положением всех трех электродов, торцы которых нахоцятся в средней части шлаковой ванны 1. С момента 12 скорость плавления центрального электрода уменьшена, поскольку по нему протекает небольшой по величине контрольный ток через сопротивление 11. Поэтому торец этого электрода в некоторый Момент 13 касается металлической ванны 2, и напряжение на нем относительно свариваемых деталей 3 становится равным нулю, что фиксирует короткое замыкание. По сигналу короткого замыкания подачу центрального электрода 5 реверсируют, и подьем электрода происходит до тех пор, пока конец электрода выйдет из дополнительного токоподвода, при этом электрическая цепь между основным и дополнительным токоподводами, питающаяся от источника 10, прерынается, По этому сигналу в момент 14 подачу электрода 5 реверсируют, и опускание электрода происходит до момента 15 касания электродом 5 поверхности шлаковой ванны 1. Сигнал касания используют для определения момента переключения тока с периферийных электродов на центральный переключателем 8, Да" лее до конца периода, определяемого длительностью Т и моментом 12, )протекает импульс тока через центральный электрод при равенстве его подачи и плавления, Пренебрегая плавлением электрода в период его подъема из ванны, время между моментами 13 и 14 реверса определяют по высоте подъема Н и скорости подъемаН(1)Чвгде Н - разность уронней дополнительного токоподвода (мундштука) и металлической ванны, мЧ - скорость подъема центрально- )Вго электрода, м/с.Объем электродного металла, пода" ваемого в единицу времени, выражаетсяН% =Г 22+2 где Р - сечение электрода, иЧ - скорость периферийных злектродон, м/с)Ч - скорость подачи центрально 1 пго электрода, м/сТц - время цикла, с.Объем присадочного металла ИЗ, заполняющего сварочный стык, опреде- ляетсяИз последних двух равенств опреде"ляется измеряемая разность уровней НР,НТ2 М-Чсв4.Регулирование уровня Н, напримерего стабилизация, что.при постояннойскорости перемещения автомата соответствует стабилизации скорости сварки, возможно либо изменением скорости электродов, либо изменением дли", тельности цикла. Наиболее эффективным является регулирование скоростипериФерийных электродов Ч 2, что изображено пунктиром на циклограммефиг. 2. 15Предлагаемый способ контроля может быть использован при процессахсварки несколькими электродными проволоками и непрерывном токе всех электродов, кроме центрального, используемого в качестве. щупа. При этомотключение тока в центральном элект"роде необходимо лишь на время измерения уровня, а период цикла устанавливают из потребностей контроляв пределах 10"30 мин.Использование контроля уровня ван- .ны и скорости сварки по сравнению сизвестным способом позволяет повысить качество сварки и улучшить ус-.ловия труда сварщиков, облегчая конт-ЗОроль эа процессом,формула изобретения35Способ контроля уровня металлической ванны при электрошлаковойсварке, при котором периодически отключают сварочный ток, при отключенномтоке в сварочную ванну опускают электрический щуп, по напряжению междущупом и свариваемым изделием Фиксируют касания щупа с поверхностямишлаковой,и металлической ванн, и поглубине погружения щупа в момент егокасания с укаэанными поверхностямирегистрируют уровень металлическойванны, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества электрошпаковой сварки эа счет повышения надежности и точности контроляуровня металлической ванны,в качествещупа используют плавящийся электрод,причем после выключения сварочного тока плавящийся электрод подают вниз домомента касания с металлической ван"ной, затем .поднимают вверх с постоянной скоростью до момента выходаконца электрода на уровень мундштука, далее движение электрода. вновьреверсируют и подают вниз до момента касания электродом шлаковой ванны, после чего включают сварочныйток, при этом уровень металлическойванны относительно мундштука определяют по времени между моментами реверса подачи электрода.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 184378, кл. В 23 К 25/00, 21.07.бЪ.2. Патон Б.Е., Лебедев В.К. Электрооборудование для дуговой и электрошлаковой сварки. М., ф 1 Машиностроение 1, 1966, с, 128 (прототип),998059Составитель В,Покровский Редактор В.Данко Техред Л,Пекарь Корректор А. Гриценко 1022/22 Тираж 1104 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 лиал ППП фПатент, г,ужгородроектная