Способ оценки устойчивости электрической сварочной дуги

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) И 1 з 5 п В 2 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК вСОЙ СИДТЛСУ НИЯ электрода, а в качестве критерияоценки принимают коэффициент К рный О 1.мни аю-особ по п., о т л и я тем, что, с целью 2. С щий с ния изб ляют ск усиле- предерательности оценки рость спада тока д м нт, предше ят дополни твующии ее обр ельньп критери которого прини равный оцен- а вв ки,коэфф качестве маю нент 100 дТ/ дде 1000 - масштабный коэффициент;дХ-- скорость спада тока дуЬСги, А/с. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Краматорский индустриальный институт(56) 1. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. М., "Машиностроение"1970, с. 203-205.2. Хренов К.К. Электрическая сварочная дуга. М-Киев, "Машиностроение", 1949, с. 123-127. (54)(57) 1. СПОСОБ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРОЧНОЙ ДУГИ при использовании плавящегося электрода, нри котором возбуждают дугу между неподвижным электродом и пластиной, обеспечивают горение дуги до ее обрыва и определяют разрывную длину дуги, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности сопоставимости результатов оценки, дуговой разряд возбуждают от источника с жесткой внешней характеристикой, измеряют дополнительно величину тока в момент времени, предшествующий обрыву дуги и площадь поперечного сечения токоведущей части коэффициент оценки;масштабный коэффициент;разрывная длина дуги, мм;величина тока в момент времени, предшествующий обрывудуги, А;площадь поперечного сеченияэлектрода, мм .1119Изобретение относится к областисварки, в частности, к способам оценки устойчивости электрической сварочной дуги плавящимся электродом и может быть использовано в раэличньиобластях машиностроения .при изготовлении сварных конструкций,Известен способ оценки устойчивости электрической сварочной дугиплавящимся электродом, при котором 10в качестве критерия устойчивостииспоньэуют напряжение зажигания после обрыва дуги Я .Недостаток такого способа " применимость его только для сварочнЫх 15дуг переменного тока,Наиболее близким к изобретениюявляется способ оценки устойчивостиэлектрической сварочной дуги плавящимся электродом, при котором воэ- ррбуждают дугу между неподвижнымэлектродом и пластиной и обеспечивают горение дуги до ее обрыва, аэлектрод неподвижно закрепляют вштативе. На электрод и пластину пода ют сварочное напряжение и возбуждаютдугу, После естественного обрывадуги измеряют расстояние между концом электрода и пластиной. Это расстояние принимают за разрывную длинудуги, которая служит критериемустойчивости дугового разряда 2 .Недостатками известного способа является - низкая достоверность, неудовлетворительная сопоставимость 35 результатов оценки, а также недостаточная избирательность оценки в отношении к маловлияющим Факторам, например, составу покрытия,шихты порошковых проволок, флюса и т.п. 40Цель изобретения - улучшение достоверности сопоставимости и избирательности результатов оценки устойчивости сварочной дуги.Поставленная цель достигается тем,45 . что согласно способу оценки устойчивости электрической сварочной дуги при использовании плавящегося электрода, при котором возбуждают дчгу междч неподвижным электродом и длас тиной, обеспечивают горение дуги до ее обрыва и определяют разрывнчю длину дуги дуговой разряд возбуждают от источника с жесткой внешней характеристикой 1 измеряют пополни тельно величину тока в момент времени предшествующий обрыву дуги и площадь поперечного сечения токо 798 3ведущей части электрода, а в качестве критерии оцещщ принимают коэффицииУУ К.1 р равный0 Ьр где К - коэ 4 Фециент10 - масштабный кТорраэрьзвиаяТцщвеличина токвремени, преобрывуе Ае8 площадь поперечного сеченияэлектрода, мм1В тех случаях, когда электродные материалы имеют близкие с точки зрения Физической устойчивости дуги характеристики и следует усилить избирательность оценки дополнительно используют второй критерийК 2, для чего определяют скорость спада тока дуги в момент, предшествующий ее обрыву оценки;оэФФицие нт;длина дуги, мм;а дуги в моментдшествующий ее чно Измерение площади попесечения токоведущей части ектро де 1000 - масштабный коэФФициент;ЬТ-- скорость спада тока дугирА/с.Применение источника с жесткой . внешней характеристикой связано с необходимостью исключить влияние энергетической чстойчивости системы дчга-источник питания на критерий оценки и выделить только Физическую устойчивость, связанную с применяемыми электродныьщ материалами. Кроме того, источник с жесткой внешней характеристикой обеспечивает подачу на разрядный промежуток постоянного по величине напряжения, не зависящего от параметров сварочной дуги. Это повышает достоверность результатов при оценке сварочных материалов, отличающихся Физическими свойствами.Измерение тока в момент времени, предшествующий обрыву дуги, позволяет достоверно оценить влияние конкретного электрода на устойчивость дугового разряда, так как сварочно- технологические свойства применяемых материалов зависят не только от разрывной длины дуги, но и в значительной степени от мнимально допустимого тока.9798 4ЬЦь 1 дуги в момент, предшествующийее обрыву, тем выше устойчивостьэлектрической сварочной дуги плавящнмся электродом,. И, следовательно,может быть введен дополнительныйкритерий оценки устойчивости дугиК учитывающий скорость, спада тока.Введение масштабного коэффициента1000 в формулу критерия оценки связано с получением величины К, одногопорядка с известным критерием ЬЕсли при исследовании сварочныхРматериалов, близких с точки зренияустойчивости характеристик, вепичины критериев Ко отличаются другот друга на 10 - 202, то в этихже условиях величины К, различаютсяна 30-40%.Таким образом, предлагаемый дополнительный критерий 1 = -1 ОО 0поэ. т дваляет усилить избирательность оценки устойчивости сварочной дуги плавящимся электродом.П р и м е р. Проводят оценку покрытых электродов диаметром Зи 5 ммс покрытиями рутило-гематитового ифтористо-кальциевого типа. В последнем случае используют в одном экспери.менте стекло калиевое, в другом -натриевое (таблица результатов экспериментов, опыты 7-18), т.е. выбираютэлектродные материалы с близкими характеристиками. Оценку устойчивостиэлектрической сварочной дуги проводят по известному и предлагаемому способамСварку проводят от сварочноговыпрямителя с жесткой внешней характеристикой ВКСМ. Электродзакрепляют в штативе, устанавливаютрасстояние между торцом электрода ипластиной, равное 2 мм. На электроди пластину подают сварочное напряжение и заточенным угольным электродомвозбуждают дуговой разряд. После догорания дуги до естественного обрываизмеряют расстояние между концомэлектрода и наплавкой на пластине. Измеряют также сечение токопроводящей части электрода, Процесс изменения тока дуги фиксируют с помощью самопишущего прибора Н 338-бП.По результатам записи определяютток 1 и скорость спада тока И/ЬСв момент, предшествующий обрывууги. После этого определяют критеодр ооооии д, ш. и К и дисом 1 о д о/д 1 необходимо для получения удельнойхарактеристики сварочного материала, т.е. величина тока 1 , отне.Чиц осенной к единице площади сечения ЯЭ.Это позволяет повысить сопоставиФмость результатов оценки различныхсварочных материалов, независимо отдиаметра электрода, конструкции порошковой проволоки, толщины ееоболочки и т.н. Чем меньше отношение 101 н /Яэ, тем выше устойчивость дугового разряда.И на разрывную длину дуги ЬР,и на отношение 1/Яэ в равной стевени оказывает влияние напряжениехолостого хода источника питания.Чтобы исключить это влияние и сделать сопоставимыми результаты,полученные различными исследователями в разных условиях, необходимо э 0взять отношение10, Ьр1 а/ эВведение масштабного коэффициента 10 в формулу критерия оценки свя.вано с получением величины К одного.порядка с известным критерием (Ь )Таким образом, предлагаемый криО 1.,терийК позволяет повысить3 ПэЗОдостоверность и улучшить сопоставимость результатов оценки устойчивости электрической сварочной дуги плавя-,щимся электродом.В тех случаях, когда электродные 35материалы имеют близкие с точки зрения устойчивости характеристики, величины критериев Кд оказываются разными, но достаточно близкими по значению, Тогда прикодится проводить 40достаточно большое количество параллельных опытов с целью их разделения. От этого можно избавиться, еслиодновременно с определением упомянутых параметров Ьр, 1 и Зэаин45контролировать скорость спада токад 3 Ьдуги, в момент, предшествующийее.обрыву. Скорость спада токаЬЬФ .не зависит ни от диаметра электрода,ни от напряжения холостого, хода источника питания, ни от характера переноса электродного металла, и определяется только состоянием разрядо ного промежутка. Чем хуже ионизирующие свойства сварочных материалов, 55тем быстрее убывает ток дуги с увеличением длины последней. Таким образом, чем ниже скорость спада тока5 111979персию опытов при оценке по известному и предлагаемому способам. Полученные результаты приведены в таблице.Анализ пслученнвас результатов пока-эзывает, что при оценке по известномуспособу критерий оценки (разрывнаядлина дуги) оказывается различнымпри использовании одного и того жепокрытия, но разлнчньк диаметров 16электрода (опыты 1 - 6, 7 - 12,13 - 18). В то же время разрывныедлины дуги прИ использовании электродов с покрытием фтористо-кальциевоготипа, но с раэличныи связующим - 15стекло натриевое (опыты 7-12) и стекло калиевое (опыты 13-18) - оказываются довольно близкими по значению,В результате во всех трех сериях опытов дисперсия оказывается значи- Ютельной одного порядка и соизмеримой с абсолютными значениями разрывной длины дуги, Следовательно, достоверность оценки в соответствии сизвестным способом низкая, 25 Кроме того, при оценке по предлагаемому способу величина критериев Е 1, Е не зависит от диаметра электрода и определяется только типом покрытия. Дисперсия опыта при этом на 1"2 порядка ниже абсолютных значений критериев. Следовательно, предлагаемый способ существенно повьаает достоверность и воспроизводимость оценки устойчивости электрической сварочной дуги плавящимся электродом. Сравнение абсолютных значений криФ терия К 1 в опытах 7 - 8 показывает, что они имеют разные, йо близкие величины (материалы с близкими характеристиками). В опытах 7-12 К щ 7,34 - 8,13, в опытах 13-18 К,8175 - 9 э 63.Применение дополнительного критерия К позволяет усилить избирательность оценки по предлагаемому способу. В опытах 7-12 К,3,57 - 4,35, в ойытах 13-18 К,5,92 - 6,45.ф в В 3 а уоа 111 Ю сЧ ЭФ 1аеееа Е Е Чав Ев Ев е е иа еаФ ФО е фч Ф а11 р а и р р р ю а а си си8р р ср 0 рО Оа Р 1 Ол л л