Устройство для электрошлаковой сварки, наплавки и переплава

(я)5 В 23 К 25/О ОПИСАН НИЯ СКО К А 8 И ЕТЕ.Г 1 У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Институт электросварки им. Е,О.Патонаи Научно-производственное объединениепо технологии машиностроения(56) Авторское свидетельство СССРМ 671696, кл, В 23 К 25/00, 1976.Электрошлаковая сварка и наплавка. - ,М,; Машиностроение, 1980, с.208,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ, НАПЛАВКИ И ПЕРЕПЛАВА(57) Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к электроИзобретение относится к области сварочного производства, а именно к электро- шлаковой сварке, наплавке и переплаву металлов и сплавов, и может быть применено для реализации способа слойно-периодной электрошлаковой сварки, наплавки и переплава.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет модуляции сварочного тока и управления процессом кристаллизации.На фиг.1 приведена структурная схема устройства для электрошлаковой сварки, наплавки или переплава; на фиг.2 - блоксхема устройства,Устройство (фиг,1) имеет тележку, снабженную двигателем 1, на которой помещен шлаковой сварке, наплавке и переплаву металлов и сплавов. Изобретение позволяет повысить качество сварного соединения за счет модуляции сварочного тока и управления процессом кристаллизации, Устройство содержит задатчики электрических параметров режима сварки, скорости движения тележки. электродного металла, блок конт-. роля. количества электродного металла, .блок задания временных параметров сварки и синхронизации работы. Сварочный ток периодически увеличивают и уменьшают с модуляцией его при.включениях. При этом скорость подачи проволоки в зону сварки периодически изменяют в соответствии с изменением величины сварочного тока. Длительность периода зависит от длительности кристаллизации металлической ван- ны. 2 ил. механизм 2 подачи плавящегося электродар (таких механизмов может быть несколько),на этой же тележке крепятся мундштуки (не показаны), к которым подводится ток от сварочного источника 3 питания, управление аппаратом осуществляется с пультом управ- .0 ления стационарным режимом сварки 4 или управления режимом сварки модулированным током 5 (пульты 4 и 5 могут быть размещены в одном корпусе), В пульт 4 управления стационарным режимом входят. блоки управления сварочным источником питания 6, двигателем тележки 7, механизмом подачи плавящегося электрода 8; в пульт 5 управления режимом сварки модулированным током входят задатчики электрических параметров режима сварки 9 вимпульсе и в паузе электрошлакового процесса, скорости движения 10 тележки в импульсе и в паузе электрошлакового процесса, количества электродного металла 11, наплавляемого в течение цикла модуля ции электрошлакового процесса, а также блок 12 контроля количества электродного металла, наплавляемого в течение цикла модуляя ции зле ктрошлакового и роцесса, В пульт 5 управления также входит блок 13 10 задания временных параметров режима сварки и синхронизации работы задатчиков,На фиг.2 обозначены: 31 - контакт переключения со стационарного режима на 15 режим сварки модулированным током; К 1 - многоканальное реле времени, являющееся основным элементом блока 12 контроля количества электродного металла; К 4,К 6 -промежуточные реле в блоке 13 и соответ:твующие им контакты в задатчиках;84,812 - резисторы в пульте 5, основные элементы задатчиков: 81 ВЗ - резисторы в пульте 4, задающие напряжение сварки, скорость перемещения тележки и скоростьподачи плавящегося электрода встационарном режиме; КЗ - промежуточное реле в блоке 13 и его контакты в блоках управления, подключающие резисторы 81.83 в стационарном режиме.Пульт 4 управления стационарным режимом состоит из пускорегулирующей и контрольной аппаратуры: кнопок "Пуск" и "Стоп", "Электрод вверх", "Электрод вниз", "Тележка вверх", "Тележка вниз" и т,п., блоков управления соответствующих параметров режима в виде потенциометров или ступенчатых переключателей, подключенных к соответствующим блокам (например, блок управления сварочного тока подключен к сварочному источнику тока, блок управления скорости перемещения тележки - к двигателю тележки, блоки управления скорости подачи плавящихся электродов подключены к двигателям механизмов подачиплавящихся электродов); контрольных приборов; амперметров, вольтметров, указателей скорости; сигнальных лампочек и т.д,.Как пример на фиг,2 в составе пульта 4 управления показаны резисторы 81 в качестве регулятора напряжения холостого хода источника питания в блоке 6 управления. 82 - в качестве регулятора скорости перемещения тележки в блоке 7 управления, 83 - вкачестве регулятора скорости подачи плавящегося электрода в блоке 8 управления,. Блоки 7 и 8 управления содержат регулируемые источники питания двигателей тележки и механизма подачи плавящегося электрода, а также пускорегулирующую ап 203035404550 паратуру, предназначенную для управления упомянутыми двигателями и источником питания, При сварке (наплавке или переплаве) на стационарном режиме параметры режима устанавливают.и регулируют непосредственно на этих блоках регуляторами, выведенными на пульт 4 управления стационарным режимом.Блок 6 управления содержит пускорегулирующую аппаратуру управления источником питания. В качестве регулируемых источников питания двигателей тележки и механизма подачи плавящегося электрода используют тиристорные или транзисторные приводы, В качестве пускорегулирующей аппаратуры управления можно использовать электромеханические реле (например, К 6 на фиг.2) или тиристорные ключи (не показаны) и др,Задатчик 9 электрических параметров режима сварки в импульсе и в паузе электрошлакового процесса может представлять собой набор потенциометров, предназначенных для регулирования параметра режима сварки на каждой фазе модуляции электрошлакового процесса. Например, резисторы 84, 85 и 86 (фиг.2) задают напряжение на клеммах источника питания в первом, во втором и в третьем импульсах соответственно.Задатчик 10 скорости движения тележки также может состоять из набора потенциометров, задающих скорость движения тележки в каждой из фаз модуляции электрошлакового процесса, Например, резисторы 87, 88 и 89 (фиг,2) задают скорость движения тележки в первом. и втором импульсах и в паузе соответственно. Задатчик 11 количества электродного металла, наплавляемого в течение цикла модуляции электрошлакового процесса, может содержать набор потенциометров, задающих скорость подачи плавящегося электрода в каждой из фаз модуляции тока. Например, резисторы 810, 811 и 812 (фиг.2) задают скорость. подачи плавящегося электрода в первом и втором импульсах и в паузе соответственно, Эти резисторы составляют совместно с задатчиком времени первого и второго импульсов и паузы задатчик количе-. ства электродного металла, наплавляемого в течение цикла модуляции электрошлакового процесса, На фиг.2 в качестве задатчика времени представлено реле К 1 времени. Его контакт К 1.1 размыкается по истечении времени первого импульса. К 1.3 - по истечении времени второго импульса, а К 1.5 замыкается по истечении паузы,Блок 12 контроля количества электродного металла, наплавляемого в течение цик25 30 35 40 импульса Опг, в паузе О,. Ток и и напряже 55 ла модуляции электрошлакового процесса, может быть выполнен в. виде датчика уровня металлической ванны, например контактно-механического датчика. Блок 13 задания временных параметров режима сварки и синхронизаЦии работы задатчика электрических параметров режима сварки, зэдатчиков скорости движения тележки и задатчика количества электродного металла, наплавляемого в течение цикла модуляции электрошлакового процесса, состоит из реле времени и промежуточных ключей или электромеханических реле, синхронно срабатывающих по сигналу реле времени. На фиг.2 в качестве блока 13 задания временных параметров и синхронизации работы представлено реле К 1 времени.Блоки задатчиков, блок контроля количества электродного металла. блок 13 задания временных параметров сварки и синхронизации работы составляют в совокупности программатор, воздействующий на блоки управления только при сварке с модулированием. Программатор может быть выполнен как на релейных схемах, так ,и с использованием микропроцессора.Устройство работает следующим образом,Перед сваркой на пульте управления устанавливают параметры режима: на пульте 4 - в первый период, когда наводят шлаковую ванну и модуляции тока не требуется. на пульте 5 - параметры режима электро- шлаковой сварки модулированным током. Параметрами на пульте 4 являются: сварочный ток(скорость подачи плавящегося электрода), сварочное напряжение, скорость перемещения тележки (установочно). Параметрами на пульте 5 могут быть: сварочный ток на первой ступени 11, длительность первой ступени Ьъсварочный ток на второй ступени 1 л 2, длительность второй ступени Ь 2, сварочный ток в паузе 4. длительность паузы Ь, скорость перемещения тележки в импульсе, скорость перемещения тележки в паузе. Если программируют и сварочное напряжение, то на пульте 5 устанавливают напряжение на источнике питания на первой ступени импульса О 1, на второй ступени ние Оп могут быть равными нулю, т.е. двигатель 2 и источник 3 питания в паузе выключаются.Тумблер Я 1 на пульте управления устанавливают в положение "Стационарный режим", При этом блоки программатора отключаются от схемы управления. Включа.ют на пульте управления кнопку "Пуск" (не показана). Начинается стационарный электрошлаковый процесс. После того, как в за 5 10 15 20 зоре между свариваемыми кромками образуется шлаковая ванна заданного объема и свариваемые кромки прогреваются до температуры плавления, тумблер 51 переключают в положение "Модулированный ток". Начинается процесс электрошлаковой сварки на модулированном токе, т.е, слойно-периодная злектрошлаковая сварка,Процесс отработки программы измене-, ния параметров электрошлаковой сварки, устанавливаемой на пульте управления, можно пояснить на блок-схеме (фиг.2).В первый период, когда электрошлаковый процесс протекает в стационарном режиме, программатор процесса сварки модулированным током отключен, реле КЗ отключено и его контакты в цепях резисторов 81, 82 и 83 замкнуты, Напряжение сварки, скорость перемещения тележки и скорость подачи плавящегося электрода в стационарном режиме регулируются резисторами 81. 82 и 83 соответственно, В модулированном режиме указанные параметры регулируются резисторами 84812,После того, как на пульте управления тумблер 51 включен в положение МР (контакт тумблера замкнут), включаются реле КЗ и К 1. Реле КЗ размыкающими контактами отключает резисторы 81, 82 и 83 стационарного режима, а замыкающим контактом включает реле К 4, которое подключает резисторы 84, 87 и 810 установки параметров . электрошлакового процесса в первом импульсе модулированного режима. Реле К 1 с выдержкой времени тп 1, определяющей длительность первого импульса, контактом К 1.1 отключает реле К 4, а контактом К 1,2 включает реле К 5, Реле К 4 отключает резисторы 84, 87 и 810, а реле К 5 подключает резисторы 85, 88 и 811 установки параметров электро- шлакового процесса во втором импульсе модуляции. После отсчета времени второго импульса модуляции тп 2 реле К 1 контактами К 1,3 и К 1.4 соответственно отключает реле К 5. ивключает реле Кб. Реле К 5 отключает резисторы 84, 88 и 811, а реле Кб подготавливает включение реле К 2 и подключает резисторы Вб, 89 и 812, задающие параметры режима электрошлакового процесса в паузе. После отсчета времени паузы реле К 1 контактом К 1.5 включает реле К 2, которое отключает реле К 1. Реле К 1 отключает реле Кб и включает реле К 4, Реле Кб отключает реле К 2, Опять включается реле К 1. Цикл модуляции злектрошлакового процесса повторяется.Возможны рэзличнь 1 е варианты модуляции - увеличивается или уменьшается число фаз модуляции и т,д. В каждом конкретном случае в пульт 5 управления вносят дополнительные элементы, которые программируют параметры соответствующей фазы модуляции,Таким образом, устройство позволяет 5 осуществить способ слойно-периодической электрошлаковой сварки и, следовательно, управлять процессом кристаллизации,Формула изобретенияУстройство для электрошлаковой свар ки, наплавки и переплава, содержащее сварочный источник питания, подсоединенный к плавящемуся электроду, на вход сварочного источника питания подключен блок его управления, двигатель тележки, соединен ный с блоком его управления, двигатель подачи плавящегося электрода с блоком его управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения качества сварного соединения за счет модуляции сварочного тока и 20 управления процессом кристаллизации, в него введены задатчик электрических параметров режима сварки, задатчик скорости движе н ия .тележки, задатчи к кол ичества электродного металла, блок контроля количества электродного металла, блок задания временных параметров сварки и синхронизации работы, при этом выходы последнего соединены соответственно первый выход через задатчик электрических параметров режима сварки с блоком управления сварочным источником питания, через задатчик скорости движения тележки с блоком управления движением и через задатчик количества алек.родного металла с блоком управления механизма подачи, второй вход задатчика количества электродного металла соединен с первым выходом блока контроля количества электродного металла, второй выход которого соединен с входом блока задания временных параметров сварки и синхронизации работы.1731536 Юрковецк акта Заказ 1543 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4(5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Составитель Г.Чай ехред М,Моргент ский Корректор М.Кучерявая