Способ управления дуговой обработкой

(51)5 В 23 К ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ургически чи,о СССР 1982,лектроду М. - Кие(57) Изобретение наплавке ленточн состойких и корр верхностей. Цель относится к дуговойми электродами изнозионно-стойких поизобретения - увелиИзобретение относи бласт сварки и мо ет быть использов точными электрода коррозионно-стойк наплавке л изно- посостоиких и верхностей,изо тва е ретения является повышеширокослойной наплавкиния стабильности проплабности дуги, горящей сого электрода,показан характер измение каче тем увели ляюше пос торца ле На фи нения во дуги прито емени напряжени рении ее с торц то очн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельствР 1049211, кл. В 23 К 9/00,Патон Б. Е. Технология эговой сварки плавлением.1962, с. 327-331.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДУГОВОЙ ОВОТ КОЙ го электрода; на фиг. 2 - форма вольт-амперной характеристики (ВАХчение стабильности проплавляюшей способности дуги, горящей с конца ленточного электрода. Используют источник питания, имеющий сложную формувольт-амперных характеристик (ВАХ) свозрастающим участком, которому предшествует пологопадаюший (жесткий)участок. На возрастаюшем участкеВАХ расположена рабочая точка. Способхарактеризуется текущим измерениемамплитуды флуктуаций напряжения на дуге в сторону их уменьшения и фиксацией горизонтальной ветви ВАХ при значении напряжения, меньшем его номинального уровня на величину, незначительно превышаюшую амплитуду флуктуаций, Операции сложения сигналов иих сравнения м.б. выполнены, например, на операционных фусилителях. с возрастаюшим участком, на котором расположена рабочая точка А, и характер флуктуаций напряжения и тока дуги во времени; на фиг. 3 и 4 - фрагменты приведенной ВАХ и характер флуктуаций П и 1при колебаниях рабочей точки только в пределах возрастаюшего участка и с заходом ее на пологопадаюшую (горизонтальную) ветвь соответственно,Процесс горения дуги с торца ленточного электрода сопровождается периодическим переходом капель электрод ного металла через дуговой промежуток которые могут его замыкать; перемешев иями дуги по торцу ленточного электрода, сопровождающимися периодическими изменениями длины дугового промежутка при локальном оплавлении элек -5тора, и рядом других процессов, влияющих на стабильность во времени параметров режима наплавки. Из типичныхдиаграмм изменения напряжения на дугеи тока дуги во времени (Фиг. 1) видНо, что текущее значение этих параметров постоянно колеблется относительно номинального значения, Амплитуды этих неуправляемых колебаний,Носящих случайный характер, можноПредставить в виде переменных составляющих указанных параметров, сложенных с их номинальными значениями. Такие колебания называются флуктуацияи, а их величина характеризуетсяамплитудой флуктуации указанных параметров (0 ф и Еф). Эти колебанияхарактеризуют закономерность перемещений (колебаний) рабочей точки процесса относительно номинального значения (точка А, Фиг. 2) в процессенаплавки,Проплавляюшая способность дуги зависит от угла наклона вольт-ампернойхарактеристики. Для стабилизации проплавления точка А (Фиг. 2), соответствующая рабочему режиму, несмотря наналичие Флуктуаций всегда должна на -ходиться на возрастающем участке ине переходить на крутопадаюший при35любом угле наклона возраставшего уча,стка. Дпя исключения такой возможности вводят пологий участок характеристики, который располагают незначительно ниже номинального значения рабочего напряжения на данном режиме.Однако из-за наличия Флуктуаций рабочая точка А может выйти за пределывозрастающего участка и перейти напологий, что также влияет на проплавляющую способность дуги. Пля исключе -ния такой возможности положения пологого участка все время корректируют в зависимости от реальной величины Флуктуаций в сторону уменьшения напряжения,Употреблять термины положительное иотрицательное значения напряжения здесь нельзя, так как поляр ность источника питания при наплавке55 может меняться (наплавка на прямой или обратной по.пярности), При этомзначении напряжения одни и те жефлуктуации могут иметь как отрица -тельную, так и положительную полярность. Таким образом, соблюдая выражение Б( П, - 11, можно обеспечить условие перемещения рабочей точки только по возрастающей ветви ВАХ и тем самым обеспечить наиболее оптимальные условия протекания процессаширокослойной наплавки.Для осуществления предложенногоспособа необходимо проводить текущийконтроль уровней напряжений П , , Пи Вя и сравнивать их в специальномустройстве. Для измерения уровняфлуктуаций напряжения в сторону ихуменьшения выделяют переменную составляющую напряжения на дуге с помощьюизвестных разделительных устройств(разделительного трансформатора, конденсаторного фильтра и т.п.), а затем с помощью однополупериодного выпрямителя выявляют флуктуации напряжения на дуге в сторону их уменьшения, амплитуду которых измеряютвольтметром амплитудных значений,К особенностям такого измерения.относится то, что при единичномвсплеске напряжения на входе вольтметра на выходе его формируется сигнал такого же уровня, При этом измеренный уровень выходного сигнала поддерживается в течение 1-2 сЕсли заэто время не поступят на вход вольтметра импульсы большей амплитуды, тонапряжение на его выходе начнетуменьшаться до амплитуды максимального в данный момент времени импульсного сигнала на входе вольтметра,т,е. постоянная времени выходногосигнала вольтметра амплитудных значений соизмерима с временем существования сварочной ванны, составляя 10-503этого времени, Это дает возможностьрасширить пределы изменения повышенияуровня горизонтального участка ВАХбез ухудшения качества широкослойнойнаплавки.Таким образом, поскольку единичныевыходы рабочей точки на горизонтальный участок ВАХ не приводят к ухудшению качества наплавки, они могут яв -ляться критерием расположения указанного участка БАХ, так как при наплавке ленточным электродом времясуществования сварочной ванны 3-10 с,т.е. существенно больше периода колебаний параметров режима наплавки, частота колебаний которых единицы - десятки герц,5 15 цОперации сложения сигналов и их сравнения могут быть выполнены на . цифровых или аналоговых арифметичес. ких устройствах, на усилительных нелинейных элементах и другом оборудовании. Наиболее просто эти операции могут быть осушествлены на операцион" ных усилителях, позволяюших производить операции сложения, сравнения и усиления контролируемых сигналов в аналоговой форме.П р и м е р. Осуществляли наплавку на обратной полярности ленточным электродом из стали 07 Х 25 Н 13 сечени-, ем 0,5 х 50 мм под Флюсом ОФ. В качестве источника питания использован выпрямитель ВДУ, модернизированный введением положительной обратной связи по току дуги, что позволило сформировать показанную на Фиг, 2 .вольтамперную характеристику ВАХ, В схеме модернизированного выпрямителя предусмотрена возможность регулирования уровня расположения горизонтального участка ВАХ. Угол .наклона возрастаюшего участка ВАХ установлен равным 5 мВ/А. Параметры режим наплавки:30 В; 1= 500-550 А; = 10 м/ч роплавляюшую способность дуги оценивали по известной методике, заключаю- шейся в расплавлении экранируюшей прислойки в виде клина из порошка СаСОЗ, скрепленного жидким стеклом с углом при вершине 10 и высотой 1,5 мм, расположенной на поверхности, подвергаемой наплавке. Критерием оценки была длина переплавленного дугой клина (, ), т.е. расстояние отКлего вершины до места появления первого дефекта. Проплавляюшая способность дуги увеличилась на 15-207 (длина переплавленного клина выросла с 57-59 до 65-68 мм)Таким образом, предложенный способ наплавки позволяет повысить качество наплавочных работ при высокой произ 7986водительноСти процесса, расширить номенклатуру наплавляемых изделий, чтосущественно повысит срок их службы,снизить трудозатраты на ремонтных 5операциях за счет уменьшения количества дефектов в наплавляемом слое,Для гарантированной устойчивостигорения дуги наиболее низкое положение пологого участка должно быть ограничено величиной 1,03 ( + ),где- анодное напряжение столбадуги;- катодное напряжение столба дуги. В этом случае при выходерабочей точки на пологий участок хотя и снизится проплавляюшая способность дуги, процесс не прервется. ф о р м у л а и з о б р е т е н и я20Способ управления дуговой обработкой, преимущественно наплавкой ленточным электродом, при котором процесс ведут от источника питания, 25 вольт-амперная характеристика которого содержит несколько участков с различными углами наклона, крутопадаюшими при зажигании дуги и возрастаюшими в области рабочих токов, угол которой изменяется в зависимости отрежима работы, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения стабильности проплавляюшей способностидуги, крутопадаюший и возрастаюшийучастки характеристики соединяют пологим участком, который располагаютниже номинального значения напряженияисточника и для данного режима нарасстоянии, незначительно превьппаю шем величину флуктуаций напряженияна дуге 4 л в сторону уменьшения относительно его номинального значения,для чего непрерывно измеряют величину указанных Флуктуаций и корректиру ют уровень пологого участка в соответствии с полученным результатом.1547986 О Составитель Е, СомоваРедактор О, Юрковецкая Техред Д.Олийнык Корректор Т. Малец рытиям при ГКНТ ССС 4/5 гарина, 101 Ужгоро 102 Тираж 652 ПодписноеИ Государственного комитета по изобретениям и о113035, Москва, Ж, Раушская наб.,11 11 изводственно-издательский комбинат Патент