Способ электродуговой сварки модулированным током

(7Рев огй го им е (53(56) 1. Мазель Аные способы свартрубопроводов плра", 1979, с. 202. АвторскоеУ 563244, кл. В(прототип). др Современистральных ием, М., "НедГ. и и ма влен -204 виде ельство ССС9/16, 1977 Завей ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГПФ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3686057/25-27 04.01.84 30.12,84. Бюл. В 48 Р.И. Дедюх, А.Ф, КнАзаров и А,Г. Мазел Томский ордена Октялюции и ордена Трудо амени политехническ .М. Кирова 62 1.791.75(088.8)(54)(57) СПОСОБ Д . ВАРКИ МОДУЛИРОВАННЫМ ТОКОМ, при которомво время паузы на дугу налагают дополнительные импульсы сварочного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качества присварке вертикальных швов на спускэлектродами с любым типом покрытия,дополнительные импульсы налагаютпеременной продолжительности, момент.их включения определяют в зависимости от текучести ванны, которую определяют по изменению напряжения надуге от заданного, а продолжительность дополнительных импульсов уста- Онавливают в обратной зависимости отевремени стекания металла до критического, положения.С:нию напряжения на дуге от заданного,а продолжительность дополнительныхимпульсов устанавливают в обратнойзависимости от времени стекания металла до критического положения,На фиг. 1 представлены эпюрынапряжения и тока; на фиг, 2 - схема.устройства для реализации предлагаемого способа,Питание дуги осуществляют модулированным током с наложением в интервале времени протекания тока паузыдополнительных импульсов. При этомток .основного импульса 1 о, ток паузы 1, длительность основного им-:пульса Сц и длительностью паузызадают программой, а моменты включения дополнительных импульсов тока иих длительности 1 о; в процессесварки регулируют в зависимости отсостояния сварочной ванны, о котором судят по степени ее текучестиво время. паузы, Текучесть возрастает при увеличении температуры и массы сварочной ванны, Поэтому к моменту окончания основного импульса,предназначенного для расплавленияосновного и электродного металла,текучесть ванны максимальна,При отключении тока основного импульса давление дуги резко уменьшается и расплавленный металл и шлак поддействием силы тяжести начинают натекать на дугу. Чем больше текучестьванны, тем меньше время перемещениясварочной ванны до критическогоположения спи, . Натекание расплав 1ленного металла на дугу приводит куменьшению ее длины, а следователь 1но, и дугового напряжения У, Этонапряжение постоянно сравнивают сопорной величиной П, и в моментснижения П до величины По (критическое положение сварочной ванны) посигналу обратной связи включают дополнительный импульс тока, которыйнеобходим для создания импульса силы, возвращающего сварочную ваннув .первоначальное положение, Величина импульса силы зависит от продол-.жительности дополнительного импульсаСо., которую выбирают пропорционально текучести ванны, Следовательноустанавливают в обратной зависимости от интервала времени междуокончанием предыдущего основного импульса и моментом достижения У величины Цп (время снижения напряжения кр 1 )25.1 1131618ЪИзобретение относится к дуговойсварке металлов и может быть использовано для сварки на спуск неповоротных стыков трубопроводов, а такжена других монтажных работах.Известен способ электродуговойсварки вертикальных швов на спускстационарной дугой специальнымиэлектродами с покрытием. Благодаряповышенному содержанию газообразующих и малому количеству шлакообраэующих в покрытии эти электродыпозволяют выполнять сварку корневыхслоев шва на спуск с .большой линейной скоростью 1 1) .Недостатками этого способа сваркиявляются его ограниченность ввидуневозможности осуществления сваркиэлектродами широкораспространенныхв промьппленности марок, а также низ. кое качество наплавленного металлавследствие насыщения сварочной ванны водородом.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способгазоэлектрической дуговой сварки,в котором, с целью улучшения качества шва при сварке в различных пространственных положениях, во время паузы подают дополнительные импульсы30тока длительностью в 1,5-2 раза меньше длительности основного импульса 123 .Однако известный способ не позволяет осуществлять сварку на спуск покрытыми электродами, так как процесс ве-З 5 .дется с поперечными колебаниями элект-рода и дополнительный импульс токане синхронизирован во время с движением металла сварочной ванны. Он подается лишь после ее кристаллизации. 40Поэтому расплавленный металл и шлакпосле окончания основного импульсатока также будет натекать на дугу,нарушая-процесс сварки.. Цель изобретения - повьппение качества при сварке вертикальных швовна спуск электродами с любым типомпокрытия.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу электродуговой сварки модулированным током,при котором во время паузы на дугуналагают дополнительные импульсысварочного тока, дополнительные импульсы налагают переменной продолжительности, момент их.включения определяют в зависимости от текучестиванны, которую определяют по изменеДополнительный импульс не оказывает значительного влияния на величину тока паузы, так как его длительность на 1-2 порядка меньше , поэтому крисгаллизация сварочной ванны продолжается. При этом снижается темапература и уменьшается масса сварочной ванны. Следовательно, возрастает время снижения направления 1 р,Для удержания ванны меньших размеров 1 О потребуется меньше импульс силы, т.е. длительность второго дополнительного импульса йоп. устанавливают в обратной зависимости от йр . Обратная связь по положению сварочной ванны 15 работает на интервале времени протекания тока паузы 1 д, после окончания которого включается основной импульс, и процесс продолжается.Модулированный ток получают от сварочного источника 1 питания (ИП) путем периодического закорачивания реостата 2 балластного (РБ) ключом (К) 3, управление которым осуществляется сигналами с блока 4 управле ния сварочным циклом (БУСЦ), задающего длительность основного импульса ц и длительность паузы 1, и блоком 5 формирования длительности дополнительного импульса (БФДДИ), БФДДИ работает только во время паузы, так как на время импульса его отключают сигналом с БУСЦ 4, При размыкании ключа 3 сварочный ток ограничивается РБ 2 до тока паузы Т,35 Одновременно с БУСЦ 4 поступает сигнал на включение БФДДИ 5, и начинается отсчет времени, Напряжение дуги ц сравнивают в блоке 6 сравнения напряжения (БСН) с опорной вели чиной 00, которая, выбирается в блоке 7 опорного напряжения (БОН). В момент снижения Ц до величины По.БСН 6 выдает сигналы в БФДДИ 5, который включает ключ 3 и формирует длительность дополнительного импульса Со. в обратной зависимости от интервала времени между включением паузы и моментом достижения П опорной величины 00(Ер,1 ), По истечении С ом дополнительный импульс отключается и начинается отсчет временико.ьОбратная связь по положению сварочнойванны работает на протяжении 55 1всей паузы С после окончания которой БУСЦ 4 вьщает сигнал на включение основного импульса тока и на отключения БФДДИ 5. После окончания основного импульса включается пауза, подкпючается БФДДИ 5, и процесс продолжаетсяП р и м е р, Сваривают корневой слой шва в вертикальном положении на спуск электродами с покрытием основного типа марки УОНИ = 13/55. Сварку производят без колебаний опиранием покрытия электрода на кромки изделия. Питание дуги осуществляют модулированным током, Длительность основного импульса устанавливают 0,3 с; длительность паузы 0,4 с; опорное напряжение 20 В; ток в паузе 20 А; напряжение дуги в импульсе 24 В; коэффициент пропорциональности К = 0,0015.После окончания основного импульсЕ тока сварочная ванна начинает натекать на дугу. При этом длина дуги уменьшается и снижается напряжение Ц . Это напряжение постоянно сравнивают с опорным напряжением Ц . В момент снижения 1 до 20 В включают дополнительный импульс тока. Время стекания металла до критического положения Ср, в данном примере равно 0,05 с. Длительность дополнительного импульса тока Сон. устанавливается в обратной зависимости от .К= 0,03 сПод действием импульса силы от первого дополнительного тока расплавленный металл удерживается в хвостовой части сварочной ванны, Во время паузы происходит кристаллизация сварочной ванны и ее текучесть уменьшается. После первого дополнительного импульса время снижения напряжения Срувеличивается до 0,07 с. Длительность второго дополнительного импульса йавтоматически устанавливают равной 0,021 с. Длительность последних импульсов устанавливают еще меньше, так как происходит кристаллизация и уменьшается текучесть сварочной ваниы. По истечении паузы вновь включают основной импульс тока, начинается интенсивное плавление электродного и основного металла, и процесс продолжаетсяВключение дополнительных импульсов тока переменной продолжительности в момент снижения дугового напряжения до уровня опорного расширяеттехнологические возможности способасварки вертикальных швов на спускблагодаря применению электродов широко расцространенных промышленныхмарок с любым типом покрытия,Ранее сварка вертикальных швоввыполнялась либо на подъем электродами с .покрытием основного типа,либо на спуск электродами с покрытием целлюлозного типа, Технологиясварки на подъем характеризуетсянизкой производительностью сваркикорневого слоя шва, нестабильностьюпроплавления корня шва, образованием"заклинивание шлака, Преимуществомданной технологии является высокоекачество наплавленного металла, впервую очередь, высокая сопротивляемость хрупкому разрушению при низких температурах. При сварке верти-,кальных швов на епуск электродамис целлюлозйым покрытием производительность сварки корневого слоя шва возрастает в 2-2,5 раза, улучшается формирование обратного валика, однакокачество наплавленного металла низкоеввиду насыщения сварочной ванны водородом. Поэтому применять данную 1 О технологию для сварки конструкций,работающих при температурах от -40до -60 оС нельзя, так как при эксплуатации могут появиться трещины,Используя предлагаемый способ 15 получают высокое качество сварногосоединения, характерное для электродов с покрытием основного типа, а также стабильное проплавление и высокуюпроизводительность, присущую сварке 2 О на спуск.1131618 Составитель Г, Тютченковадактор С. Лисина Техред Ж.1(астелевич Бут оррект Подписное Заказ д, ц/ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4о 1/7 . Т ВНИИПИ Госудпо делам и 3035, Москва аж 1 Ы 6ственного комитетабретений и открытийЖ, Раушская наб.