Способ возбуждения дуги при сварке плавящимся электродом

941065 Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 07.07,82. Бюллетень2 СССР по делам изобретений и открытий53) УДК 621,791,75088.8) 45) Дата опубликования описания 07.07.8 2) Авторы изобретен т геров,А; Щекин,венноготитутБ.",;,фа 1 ф ю. А, Ленивкин, Н. аруха, Е, П. Донц Н, Сагиров,ленов, Е, Н,71) Заявители Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйст машиностроения и Ростовский-на-Дону ин инженеров железнодорожного транспорИ СВАРКЕ ОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ДУГИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРО между изделием и токоподводящ нечником. Это оказывается зн больше разрывной длины дуги, при сварке в активных газах, а п ное напряжение, необходимое для вления процесса сварки, станови статочным для поддержания дуги зовавшейся длине дугового проме она гаснет. Установление процесс происходит тогда, .когда выб часть перемычки становится мен рывной длины дуги для заданног жени я. бретение относится к обл о производства и может вано при механизированно плавящимся электродом мм различных металлов тных газах и их смесях арке под флюсом, элект Из рочно польз сварк до 2,5 в защ при с ками. асти свабыть исй дуговой диаметром и сплавова также розаклепвестны способуменьшения электрода, на специальных т высокими э ложения на днапряжения ы возбуждения поперечного с несения на торе таблеток, котор тиссионными св гавай промежутповышенной дуги ечения ц элекые об- ойстваок вы- частопутем торца трода ладаю ми на со кого ты 121.способы возбуждения дуги становления устойчивого проимеют существенные недос большего числа утыканий зделие устанавливается усцесс сварки, тем больше пона разбрызгивание, что принако эт рения у сварки . Чем ода в т ый про металла и уск цесса статк элект тойчи терь В производстве сварных конструкций 10 наиболее широкое распространение получил способ возбуждения дуги при сварке электродными проволоками до 2,5 мм путем подачи электрода под напряжением х изделию устройствами с постоянной око ростью подачи. Однако установление устойчивого процесса сварки в зависимости вт режима и полярности тока происходит, как правило, после второго или большего числа утыканий электродной проволоки в 20 изделие, причем, чем больше скорость подачи электрода, что соответствует болышему току процесса, тем с большего количества утыканий устанавливается устойчивый процесс сварки 111. При утыкании электро да в изделие происходит длительное замыкание дугового промежутка и за счет тока короткого замыкания происходит выброс перемычки. Образующийся дуговой промежуток имеет размер, равный расстоянию З 0 гм накоачительно особенно риложен- осущесттся недона абра- жутка, и а сварки рошенная ьше разо напря 941065Кд -10 15 20 25 зо 40 У=А Ф,.+КЛ,водит к увеличению трудоемкости зачистки сварных соединений от брызг. Кроме того, происходят ожоги свариваемого металла брызгами выброшенного металла, что является недопустимым при сварке высоколегированных сталей, сплавов, и снижается качество соединений из-за начала шва, Применение этих способов ограничено из-за трудности механической подготовки торца электрода относительно м алого диаметра, сложности изготовления специальных таблеток с повышенными эмиссионными свойствами и установления их на торце электрода. Применение высокого напряжения повьпшенной частоты значительно снижает надежность и продолжительность работы сварочного оборудования из-за пробоя изоляции и вывода оборудования из строя. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому способу является способ возбуждения дуги, заключающийся в том, что напряжение в момент зажига.ния дуги при сварке плавящимся электродом устанавливается выше номинального значения напряжения дуги при сварке в установившемся режиме, а затем, после момента регистрации сварочного тока это значение снижают плавно в течение времени (3 5) 10с,131. Однако этот способ не обеспечивает установление устойчивого процесса сварки после первого утьпкания электрода в изделие в зависимости от диаметра электродной проволоки и режима сварки. Перемычка после первого утыкания электрода в изделие, как показали опыты, перегорает у токоподводящего наконечника и выбрасывается. При низкой скорости подачи электрода к изделию за (35) Х Х 10 з с электрод не успевает переместиться так, чтобы устанавливалась длина дуги, которую может поддерживать напряжение установившегося режима.Исследованиями установлено, что установление устойчивого процесса сварки происходит тогда, когда на торце электрода имеется жидкий металл. Целью изобретения является повышение качества сварного соединения, производительности процесса и экономии сварочных материалов за счет ускорения установления процесса сварки,Поставленная цель достигается тем, что в способе возбуждения дуги, заключающемся в подаче на межэлектродный промежуток повышенного напряжения, повышенное напряжение подают величиной 45 50 55 60 65 1 - 2;сумма катодного и анодногопадений напряженияградиент потенциала столбадуги;расстояние от токоподводящего наконечника до изделия,на время от начала короткого замыкания до начала установившегося процесса, ьключа 1 ощее момент разрыва перемычки, при этом после разрыва перемычки устанавливают начальную плотность тока 45 - 70 А/мм на время равное 0,2 - 1,0 времени от момента разрыва перемычки до начала установившегося процесса, после чего плотность тока снижают до 20 - 35 А/мм. На фиг. 1 и 2 приведены диаграммы изменения электричеаких параметров при возбуждении дуги соответственно для сварки с периодическими замыканиями дугового промежутка и без периодических замыканий,На диаграммах Т - время подачи повышенного напряжения на межэлвктродный промежуток, / - время первого короткого замыкания дугового промежутка;- время горения дуги до касания электрода с изделием при сварке с периодическими замыканиями или подхода торца электрода на расстояние, равное (или меньшее) разрывной длине дуги при сварке без периодических замыканий, /, - время горения дуги на повышенной плотности тока 1,; 1 п - время горения дуги на пониженной проиост тока / /, и /, - ток и напряжение дуги установившегося процесса сварки. Для поддержания устойчивого дугового разряда на образовавшемся дуговом промежутке после выброса твердой перемычки необходимо определенное соотношение напряжения и тока. Выбранные значения напряжения и тока для различных диаметров электродной проволоки в реальных условиях сварки являются оптимальными. При подаче на межэлектродный промежуток повышенного напряжения величиной /(1,0 (У+ К,/) и плотности тока /(45 А/мм не обеспечивается стабильного поддержания дуги после перегорания перемычки. Дуга гаснет и процесс сварки устанавливается после второго и большего числа утыканий электрода в изделие в зависимости от акорости его подачи. Это способствует повышению разбрызгивания и расходу электродного металла, снижению качества сварного соединения и производительности процесса. Применение повышенного напряжения величиной У)2 (О+ +К,/) и плотности тока /)70 А/мм после перегорания твердой перемычки приводитк иитсисивОму плавлению электрола. 1 уга псребрасывастся на токополволя;ций пако:1 сНик и электродная проволока приваривается к нему, что нс позволяет о у 1 цествить процссс сварки,Бремя 7 подачи повышенного иапряжс 11 ия величиной 1,0 - 2,0(Ь Н,11 должно быть ие меньше суммы длительности первого короткого замыкания: подхода электрода к изделиО,1 ЛО ЗамЫкания С ним при сварке с периодическими короткими замыканиями или длительности первого короткого замыканияи времени 1 подхода торца электрода на расстояние, при котором длина дугового промежутка окажется равной или меньшей разрывной длины при сварке без периоди 1 еских замьканий. Если это время окажется меньше указанных выше значений (отрезков времени) для рассматриваемых процессов луговой сварки, то дуга может погаснуть. Тогда жидкий металл на торце электрола может закристаллизоваться и последующее возбуждение дуги происходит с утыкания электрода в твердом состоянии в изделие. Перемычка в этом случае перегорает на расстоянии большем, чем разрывная длина дуги для конкретных условий сварки, и дуга гаснет. Установление устойчивого процесса в этом случае может произойти после второго и большего количества утыкаиий электрода в изделие, что не позволяет обеспечить достижения поставленной цели.Полаа иа межэлектролиый 1 ппомсжуток повышенного напряжения ( на время Т, большее чем время первого короткого замыкания , и подхода 1 торца электрола к изделию при сварке с периодическими короткими замыканиями или времени корогкого замыканияи времени 1 подхода торца электрода на расстояние, равное (или меньшее) разрывной длине дуги для установившегося режима при сварке без периодических коротких замыканий, приводит к увеличению времени установления устойчивого процесса сварки,Время горения дуги 1 при повышенной плотности тока составляет 0,2 - 1,0 времени подхода электрода к изделию 1 и зависит от скорости подачи электрода. С увеличением скорости подачи электрода время горения 1 при повышенной плотности тока 1 стремится к времени подхода электрода к изделию. При времени 1 горения дуги на повышенной плотности 11, меньшем 0,2 времени подхода электрода к изделию, приводит к гашению дуги и не обеспечивает установление устойчивого процесса пОслс первого короткого замькаиия электрола с 1 злелисм; т)1,0 приводит и велисииО временистановления стой.ного процесса сварки.5П р и м е р. Исхол 51 из требозаии 1 тсхО. Ос Б с р к и г с т а 1 а в,1 11 в л ю т р с ж1, х 11 ра ктср 3 семы Й током и иап 135 жсиием процесса У(/скоростьо подачи электрол ной проволоки 1, диаметром электродапрасстоянием между сваривасмым изделием и токоподволящим наконечником, защитной средой. Включают сварочную установку, и сварочная проволока подается к 15 изделию. Происходит первое замыканиеэлектрола на изделие, В момент замыкания на межэлектродный промежуток подают погышенное напряжение величиной Ь=(12) (У, +К,) на время Т, рав иое времени короткого замыкания ., опредсляемого постоянной времени свароч 1.ной цепи: Т=-(34) т, пе т= -- (1- и ЯЙсоответственно ш 1 луктивность и активное 25сопротивление сварочной цепи), и времени подхода электрола к изделшо 1,., определясмому как= Время горения дугии30 на повышенной плотности тока выбираютиз условия 1=-(0,2 1,0) 7 в зависимости от скорости подачи электродной проволоки. с 1 срез промежуток времени Т повышенное напряжение снижается ло на пряжения установившегося режима, равного напряжению дуги.Предлагаемый способ реализован присварке электродной проволокой СвГ 2 С 40 в углекислом газе. Параметры режимасведены в таблицу.При указанных параметрах устойчивыйпроцесс сварки устанавливается после пер вого короткого замыкания электрода с изделием.Использование предлагаемого способавозбуждения дуги обеспечивает по сравне 50 нию с известными способами следующиепреимущества: повышение производительности процесса сварки за счет снижения трудоемкости по очистке от выброшенных и приварившихся перемычек, особенно при 55 сварке короткими швами; улучшение качества сварного соединения за счет снижения разбрызгивания при возбуждении; снижение расхода электродной проволоки за счет установления устойчивого процесса с60 меньшего количества утыканий электродав изделие. При этом не ухудшаются условия техники безопасности.941065Процесс без периодическим ко роткик зааыкани 111 вариант)7 75 0,04 0.08 О.С 6 С,6, О 08 0,280,13 006 " 002 0,150,19 008 0,06 0 1 э 0,04 35 20 35 20 30 1. Способ возбуждения дуги при сварке плавящимся электродом, заключающийся в подаче на межэлектродный промежуток повышенного напряжения, о т л и ч а ю . щ и й с я тем, что, с целью повышения 4 сачества сварного соединения, производительности процесса и экономии сваротных материалов за счет ускорения установления процесса сварки, повышенное напряжение подаот величиной,= - А(Ьк,+ ",/),1 - 2;сумма катодного и анодногопадений напря)кени 5;градиент потенциала столбадуги;расстояние от токоподводящего наконечника до изделия,где АкаЛиаметр электрола, ммСкорость но,1 ачи электрола, м:/сРасст 05 иио От токоио во,5. исто иакоиочн,ка ло излчи 51, аа1;аиряжоние устаиовивиого. ся ироцссса сварки, ВВремя действия иовыгнинн- ГО иаиряжсии 51, с1 лот ость тока послс разрыва перемычки, Л/ммаВремя горения луп ири по- вьинснноп и.Отности тока, сВрсм 51 Горо 1 и;уГ 1 ири 110 -нижонной плотности тока,сБремя горения луги на ио-) вьиовном напряжении, сВрсм 51 исрвОГО короткоО замыкания ири утыкаиии электро,1 а и из,елис, с 1Плотность иоиижоииоГО тока, А/мма Формула изобретения на время от начала короткого замыкания до начала установившегося процесса, включающее момент разрыва перемычки, при этом после разрыва перемычки устанавлп вают начальную плотность тока 45 -70 Л/мм на время, равное 0,2 - 1,0 времени от момента разрыва перемычки до начала установившегося процесса, после чего плотность тока снижают до 20 - 35 А:1:51-.10 1 сто пики информации, принять:е вовнгма;1 е при экспертизе: 1, Мартинович В. В. и др. Исследованиевозбуждения дуги при сварке электрозаклепками в углекислом газе. - Вопросы газоэлектрической сварки. Ростов-на-ттопу, 1972, с. 60 - 64.2. Вайнбойм Д. И. Авто.атическая ду говая точечная сзарка. М. - Л., 1966, с. 200.3. Заявка Японии52-100347. кл.12 в 112 (прототип),орректор С. Файн едактор "Н да ип. Харьк. фил. пред. Патент Заказ 682/531НПО Поиск Изд.17 дарственного комит 113035, Москва, Тираж 1151 , Подписное а СССР по делам изобретений и открытий 5, Раушская наб., д, 4/5