Способ дуговой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 В 23 К 9/ ГОСУДАРСТВЕ ННЫ ЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ЗОБ Т И(53) 621.791.75(0 (56) Авторское М 465291, кл. В (54) СПОСОБ Д л, %14 кий мета ческии инсПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ шляев и В.Р,Маевский88,8) свидетельство СССР 23 К 9/08, 1973,УГОВОЙ СВАРКИ Изобретение относится к электродуговой сварке плавящимся и неплавящимся электродами преимущественно постоянным током изделий из ферромагнитных материалов либо ферромагнитных с неферромагнитными и может быть использовано для наплавки плавящимся электродом в среде защитных газов изделий из ферромагнитных и неферромагнитных материалов (сталей) на постоянном токе.При сварке постоянным током стыковых соединений ферромагнитных материалов- пластин из стали различной толщины или ширины - при наличии при сварке рядом со швом ферромагнитных масс (элементов сборочно-сварочных приспособлений) дуга отклоняется в сторону ферромагнитных масс вследствие так называемого магнитного дутья.При однопроходной сварке стыковых соединений вследствие отклонений дуги от оси шва образуются непровары в корне шва (фиг. 1) либо внутри шва при двухпроходной 726177 А 1(57) Использование: для сварки и наплавки в среде защитных газов плавящимся и не- плавящимся электродами изделий из ферромагнитных и неферромагнитных материалов на постоянном токе, Сущность изобретения:при сварке токоподводы располагают на расстоянии, равном от 15 до 50 мм от оси шва в хвостовой части ванны на расстоянии от электрода, равном не более половины длины ванны. Частоту подключения токоподводов выбирают равной от 2 до 50 Гц, 1 табл 4 ил,варке стыковых соединений (фиг, 2), т.е. худшаются качество формирования шва и служебные характеристики сварного соединения.При хорошо сформированном шве (при отсутствии ферромагнитных масс) наблюдается совпадение оси шва с центром зазора между кромками пластин (фиг. 3),Наиболее экономичными являются способы управления отклонением дуги магнитным полем, созданным при протекании в изделии сварочного тока, В этом случае отпадает необходимость в дополнительных источниках энергии и не.затрачивается дополнительно энергия на создание управляющего магнитного поля.Известен способ электродуговой сварки постоянным током плавящимся электродом, заключающийся в том, что подачу тока осуществляют к электроду и к изделию перед дугой или позади нее.В этом случае при сварке к токоподводу дуга отклоняется к хвостовой части ванны, 17261775 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 увеличивается глубина проплавления металла, а качество формирования шва ухудшается, образуются подрезы. При сварке на токоподвод дуга отклоняется в кратерную часть ванны, улучшается формирование шва, устраняются подрезы. Зто связано с тем, что ток, растекаемый в изделии вдоль шва, создает поперечное (относительно оси шва) магнитное поле, отклоняющее дугу вдоль шва(назад или вперед по отношению к направлению сварки). При этом токоподвод к изделию сохраняют стационарным (не перемещают) в процессе сварки.Известен способсварки, заключающийся в том, что подачу тока через токоподвод к электроду и иэделию осуществляют от источника питания дуги, в котором для устранения влияния поперечного магнитного поля при сварке продольных внутренних швов на стабильность горения дуги (дуга значительно отклоняется в направлении вектора скорости сварки, удлиняется, происходит ее обрыв) токоподвод к трубе осуществляют снаружи трубы через подвижный ролик, расположенный на расстоянии 30 - 40 мм перед дугой. В этом случае за счет протекания сварочного тока в изделии на участке дуга - подвижный токо- подвод к изделию в зоне дуги создается поперечное магнитное поле противоположного направления и устраняется отрицательное влияние на стабильность горения дуги магнитного поля, созданного в трубе при протекании тока в кабеле (подводящем ток к электроду), расположенном внутри трубы,Недостатком известных способов сварки является то, что при их использовании дуга отклоняется в направлении оси шва и они не могут устранить дефектов шва, вызванных отклонением дуги в поперечном относительно оси шва направлении из-за влияния на дугу ферромагнитных масс, расположенных рядом со швом, либо несимметрией этих масс относительно оси шва.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения путем исключения отклонения оси шва от оси стыка и управления формированием шва, токо- подводы располагают на расстоянии, равном от 15 до 50 мм от оси шва в хвостовой части ванны на расстоянии от электрода, равном не более половины длины ванны, а частоту подключения токоподводов выбирают равной от 2 до 50 Гц. Поставленная цель достигается тем, что ,способ дуговой сварки включает программированное отклонение дуги под воздействием собственного магнитного поля путем периодического изменения места подключения токоподводов к иэделию справа и слева от формируемого шва, при котором токо- подводы располагают на расстоянии, равном от 15 до 50 мм от оси шва в хвостовой части ванны на расстоянии от электрода, равном не более половины длины ванны, а частоту подключения токоподводов выбирают равной от 2 до 50 Гц.Данный способ реализуют с помощью следующей схемы (см. фиг, 4),Дуга 3 горит между плавящимся либо неплавящимся электродом 1 и изделием 2 от источника 11 питания (выпрямителя, преобразователя). Подвижный контакт от источника 11 питания дуги к изделию 2 осуществляется с помощью медных роликов 6, которые смонтированы жестко на автомате для сварки и упруго прижимаются к пластинам 2. При сварке установленные расстояния от контактных точек роликов с пластиной 2 до оси шва (расстояние а) и до оси электрода (от хвостовой части) (расстояние Ь) сохраняются неизменными, При сварке металл ванны 4 после кристаллизации образует шов 5, Переключение тока сварки от одного токоподводящего ролика 6 к другому осуществляется с заданной частотой переключателем 7. Переключатель 7 может быть электромеханическим либо тиристорным. В случае использования тиристорного переключателя (см, фиг, 4) сигналы управления на управляющие их электроды формируются специальной схемой 10 управления. От источника 11 до токоподвода 9 к электроду 1 и до переключателя 7 подача тока осуществляется сварочными кабелями 9. Ролики токоподвода б к сварочному автомату крепятся с помощью траверсы 12 из токонепроводящих материалов (таким образом, чтобы электрод 1 и токоподводы к изделию б были электроизолированы между собой),П р и м е р, Сварку осуществляли проволокой СвГ 2 С (ГОСТ 2246 - 70) диаметром 2,0 мм автоматом АДПГот преобразователя ПСГ - 500 на обратной полярности. Пластины толщиной д = 10 мм размерами 700 х 160 мм из стали ВМСтЗсп (ГОСТ 390- 75) с зазором 1,0 - 2,0 мм (без разделки кромок) сваривали на режиме: св = 350 - 370 А, Од = 33 - 35 В, Чсв = 20 м/ч. Защиту дуги осуществляли углекислым газом (ГОСТ 9050 - 64). Выполняли швы длиной 300 мм на каждом режиме, т,е. при различном расположении роликов токоподвода к изделию от оси электрода изменяя расстояния а и Ь (см, фиг. 4), После сварки из швов вырезали. поперечные образцы, изготавливали макрошлифы, на которых определяли геометриче1726177 Примечание Качество шва,формированиешва Размеры шва, мм Размеры Пример ЧастотаЕ Гц а, мм"вр абсолютные по отношению к длине ванны значения мм 6,3 3,0 22,2 0 Хорошее 1 О 1 15 Не более 151/2То же 15 106,3 3,3 221 01 Удовлетво- рительное а,г 3 5 о 4 51 6,4 6,4 3,5 220 3,5 22,0 То же 1 а 15 Неудовлетворительное о,7 1 О 15 1 О То же Э,5 17,2 1,83,5 22,0 О 6,4 6,5 15 5 706 Перегр.токопод. Удовлетво" рительное 1 О 15 1 О 6,5 Э,5 150 2,5 Токопод.перед дугой Неудовлетворительное го 7 15 6,5 6,5 3,5 15,2 2,63,5 20,9 0,2 То же То же 1 О 1 О 8 15 9 15 Токяподвепо оси дуги 10 15 Равно 1/2 25 6,5 УдовлетворительноеНеудовлетворительное 3,5 22,0 0,13,7 16,4 1,2 1 О 11 15 Более 1 Д 35 64 1 О 10 5 о 3,5 16,0 1,931 221 0 6,5 6,5 То жеХорошее 1 г 1513 15 Не более 151 а 3,1 22,43,0 22,8 О29 22,9 0 6,5 6,4 5,0 То же 14 15 15 15 16 го 15 15 15 То же 501 ОО Удовлетвори"тельное Иалоезначение Нь 17 15 Криволинейный шов Неудовлетворительное о263,5 15,1 226 15 6,5 18,прототип) ские размеры швов и качество формирования (см. фиг. 1 - 3):Нпр - глубину проплавления, мм;Нус - высоту усиления шва, мм;В - ширину шва, мм; 5С - величину отклонения оси шва от оси стыка свариваемых пластин, мм.Геометрические параметры швов и их качество приведены в таблице.Формула изобретения 10Способ дуговой сварки, включающий программированное отклонение дуги под воздействием собственного магнитного поля путем периодического изменения подключения токоподводов к изделию справа и слева от формируемого шва, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем исключения отклонения шва от оси стыка и управления формированием шва, токоподводы располагают на расстоянии равном от 15 до 50 мм от оси шва в хвостовой части ванны, и на расстоянии от электрода, равном не более половины длины ванны, а частоту подключения токоподводов выбирают равной от 2 до 50 Гц.1726177 оставитель В, Маевскийехред М.Моргентал Корректор Т. Палий р Е. Копча Ре аз 1232 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101