Способ автоматической дуговой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П 9) .16927 5 В 23 К 9/167 ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР ОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКО ИДЕТЕ.Л ЬС электрода в направлении на роволоку и плавно уменьшавижении его в обратном напо достижении в крайних оростей в момент изменения вижения электрода ее эадер- мя в в направлении,равлению подачии на время где Ч 2 - максимальная скорость пения проволоки;Ч 1 - минимальная скорость пения проволоки;вбЕ 15 2),(21) 3684419/27 при движении (22) 04,01,84 присадочную и (46) 30.07.93. Бюл, В 28 ют до Ч 1 при д (72) А.Н, Белоусов, В,В. Гума и В.А. Букарев правлении, а (56) Патент США В 3825712,точках этих ск кл, В 23 К 9/00, 23,07.74. направления дАвторское свидетельство СССР живают на вре ЬЬ 174299, кл, В 23 К 9/16, 13.05.64. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДУ- Т - А ГОВОЙ СВАРКИ неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки преиму- при движении электрод щественно больших толщин в узкую раздел- противоположном нап ку, при котором электроду сообщают присадочной проволоки, поперечные перемещения, присадочнуе проволоку подают в направлении, противоТ положном направлению сварки, а скорость Чк -ив ее подачи изменяют, о т л и ч а ю щ,и й с я при движении его в обратном направлении, тем, что, с целью повышениЯ качества сое- где Чх - скоРость колебаниЯ электРода, динения путем улучшения сплавления у кро- мм/с мок и повышения производительности Чсв - скорость сварки, мм/с; путем увеличения толщины наплавленного б - диаметр активного пятна дуги, мм, слоя Металла каждого прохода, .в процессе при этом электроду при задержке сообщают каждого перемещения электрода от одной дополнительные колебания параллельно крайней точки к другой скорость подачи направлениюсваркиилипокриволинейной присадочной проволоки плавно увеличива- траектории, положительная кривизна котоют до значения рой направлена в сторону центра разделки,радиус которой составляет от 0,5 бв до 0,8 бэ, Ч 2" п)Ч 1, а присадочную проволоку подают вдоль сварочной ванны в зону активного пятна дуги Ремеще на расстоянии от 0,2 бв до 0,5 ба от центраэтого пятна по линии вго максимального Ремеще-размера в плоскости, перпендикулярной направлению сварки, со стороны, противоположной.свариваемой кромке разделки, 11692715 10 15 20 30 40 45 50 Изобретение относится к сварке, в частности к дуговой сварке неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки изделий большой толщины в узкую разделу в различных пространственных положениях, и может найти широкое применение в судостроении, атомном машиностроении и т,д.Целью изобретения является повышение качества соединения путем улучшения сплавления у кромок и повышение производительности путем увеличения толщины наплавленного слоя металла каждого прохода,Поставленная цель достигается тем, что при плавном увеличении скорости подачи присадочной проволоки в процессе колебания от задней па направлению сварки крайней точки колебания к передней и наоборот обеспечивается стабильное плавление проволоки на поверхности сварочной ванны и лучшее удержание жидкого металла в ней при перемещении анодного пятна по кромкам с переменной скоростью, что приводит в конечном счете к улучшению условий формирования шва, Обеспечение в крайних точках колебания электрода различных по времени задержек подачи присадочной проволоки обеспечивает повышение стабильности процесса и производительности его, так как при этом переменная высота со стороны жидкого металла наплавляемого прохода, при дальнейшей кристаллизации, обеспечивает высоту наплавки зэ один проход при идентичных условиях, равную высо-. те нэплавки при сварке плавящимся электродом, но значительно лучшего качества.Подача присадочной проволоки в зону активного пя гна со стороны, противоположной свариваемой кромке относительно электрода, значительно улучшает условия сплавления у кромок и стабильное плавление присадочной проволоки при колебаниях электрода. Что же касается осуществления колебаний электрода по дуге окружности, положительная кривизна которой направлена в сторону от центра, то зто условие увеличивает ширину наплавленного слоя, что приводит к быстрейшему заполнению разделки кромки и раэглаживанию шва каждого прохода, особенно последнего косметического, Взаимосвязанные между собой условия выполнения указанных операций обеспечили повышение качества сварного соединения при сварке изделий большой толщины в узкую разделку, а также производительность этого процесса,На фиг. 1 показано поперечное сечение разделки кромок иэделия большой толщины с узкой разделкой; на фиг, 2 и 3 - схема выполнения наплавочного прохода при колебаниях электрода параллельно свариваемым кромкам в направлении сварки и обратно; на фиг, 4 - вид сверху на свариваемое изделие и схема подачи присадочной проволоки относительно электрода и кромок разделки, на фиг, 5- графические зависимости между направлением колебаний электрода и скоростью подачи присадочной проволоки с задержками в крайних точках; на фиг. 6 - траектория колебания неплавящегося электрода параллельно направлению сварки по дуге окружности.Способ осуществляется следующим образом. Предварительно неплавящийся электрод 1 устанавливают у кромки 2 на некотором расстоянии от нее (см. фиг. 1). Затем между электродом 1 и изделием зажигают.дугу 3. При этом электрически активнае пятно 4.дуги 3 частично располагается на кромке 2, обеспечивая ее оплавление. В пятно 4 на расстоянии=(0,2-0,5)б(диаметра активного пятна) от центра пятна 5 в направлении, противоположном направлению сварки, подают присадочную проволоку б, обеспечивая. ее плавление на поверхности сварочной ванны на линии 7 максимального размера активного пятна 4 дуги 3 (см, фиг, 4). При расстояниях, меньших 0,20, увеличивается вероятность коротких замыканий электрода 1 и ухудшается качество швэ, При расстояниях, больших 0,5 д, проволока "примерзает" к изделию и нарушается процесс сварки, а все это вызывает появление дефектов. При этом электроду 1 сообщают движение в направлении сварки Чсв с колебаниями Ч параллельными направлению сварки (см, фиг. 2), Вначале перемещение Ч электрода 1 в процессе колебания направлено в противоположную сторону ЧС 8 и в сторону, совпадающую с направлением подачи присадочной проволоки Ч 1,. В результате пятно движется с меньшей скоростью относительно изделия.Поэтому скорость подачи присадочной проволоки б плавно уменьшают до Ч 1 при перемещении электрода 1 от точки А в точку В (см. фиг. 2).В то же время из-эа снижения скорости движения пятна 4 по изделию высота Н наплавляемого валика (слоя) 8 растет (см. фиг.2). При таком выполнении операций большой объема жидкой ванны стекает в сторону точки А и не препятствует оплавлению кромки 2, обеспечивая, таким образом, высокое качество оплавления у кромки 2, В момент изменения направления движения электрода 1 (в точке В) проволоку б а течение времени51015 Б к = (О 5 0 8) ба Ч 2 = (1,5 - 2)Ч 1,Т 1 к Чсв) подают со скоростью Ч 1(см. фиг. 5), этим самым давая возможность дополнительно наплавить металл в этой точке и увеличить высоту валика 8 до Н, При задержках присадочной проволоки 6 в точке В на время, меньшее, чем Тг, не обеспечивается максимальная высота валика 8, а при больших задержках возможно оплэвление проволо/ки 6, выхода ее из сварочной ванны, т.е. будут происходить замыкания, которые нарушат процесс сварки. В процессе своего дальнейшего перемещения электрод 1 в точке В меняет направление своего движения, и в этот момент направление скорости Чк его колебания и направление скорости сварки Чсв совпадут, что приводит к увели-. чению скорости перемещения активного пятна 4 дуги 3 по изделию.Поэтому, чтобы обеспечить необходимую высоту наплавки валика 8 в каждой точке скорость подачи присадочной проволоки 6 плавно увеличивают до обеспечивая при этом уменьшение высоты Н наплавки при перемещении электрода 1 к точке А(см. фиг, 3). При Ч 21,5 Ч 1 возможны короткие замыкания и выход проволоки 6 из сварочной ванны, а при Ч 22 Ч 1 проволока не успевает плавиться в ванне и выходит из нее в хвостовую часть 9, что приводит к нарушению формирования шва. При подаче присадочной проволоки 6 со скоростью Чг = = 1,5 2 Ч 1 процесс сварки протекает стабильно, сварочная ванна имеет меньшие размеры, хорошо удерживается на кромке 2 и не препятствует дуге 3 оплавлять кромку, В крайней точке А(см, фиг, 3), т.е. в момент изменения направления движения электрода 1, проволоку 6 в течение времени подают со скоростью Ч 2 (см, фиг. 5). При этом, если время задержки будет меньше Т 1, высота наплавки в точке Р уменьшится, В случае, когда время задержки больше Т 1, наблюдается несплавление у кромки 2, так как большая масса жидкого металла будет натекать на кромку 2 впереди электрода 1 и , препятствовать ее расплавлению. Таким образом, обеспечивая в процессе каждого перемещения электрода 1 от одного крайнего положения, например, точки А, его колебэ 20 25 30 35 40 45 50 55 ния к другому, например, к точке В, плавное изменение, скорости Чр подачи присадочной проволоки 6 от Чг до Ч 1 и наоборот, осуществляют максимальную высоту Н наплавки валика 8 у кромки 2 (см фиг, 1). Затем электрод 1 перемещают к кромке 10 и осуществляют наплавку валика 11. Так, попеременно устанавливая электрод 1 от кромки 2 к кромке 10, заполняют разделку валиками 8, 11, 12, 13, 14, 15 и т.д, (см. фиг. 1).При выполнении валиков 14, 15 и выше целесообразно электроду 1 сообщать колебания по дуге окружности, положительная кривизна которой направлена в сторону центра разделки(см. фиг. 6). В этом случае возрастает ширина наплавачного валика. Поскольку при заполнении разделки расстояние между кромками 2 и 10 возрастает (см, фиг. 1), то увеличение ширины валиков (14, 15 и т.д.) позволяет быстрее заполнить разделку без дополнительных проходов, При йк0,5 ба уменьшается производительность, а при Йк0,5 с 1 наблюдаются несплавления у кромок.П р и м е р. Способ осуществлен при сварке пластин размером 250 х 100 х 30 мм из стали 12 Х 18 Н 10 Т. Предварительно выполняют ступенчатую разделку с шириной притупления 5 мм и углом раскрытия разделки 8 О. Подобная разделка относится к типу узких. Для сваркииспользуют макет установки 53-27, позволяющей осуществлять перемещение в направлении сварки и профильные колебания электрода. Сварку предлагаемым способом осуществляют в режиме: 3 = 180 А, Чд = 101 В. Чсв = 19 м/ч, диаметр присадочной проволоки 1,2 мм, Амплитуда продольных колебаний Ь составляет 10 мм, частота колебаний 50 кол/мин, Предварительно неплавящийся электрод 1 диаметром 4 мм с углом заточки 30 выставляют у одной из кромок 2 на расстоянии 5 мм от кромки. Проволоку подают под углом 75 к оси электрода, Обеспечивают подачу проволоки в зону активного пятна 4 на поверхности ванны на расстоянии 4 мм(0,35 ба при да = 12 мм) от центра этого пятна на линии 7 его максимального размера; Затем зажигают дугу 3 и осуществляют перемещение электрода 1 в направлении сварки и его продольные колебания, Скорость подачи проволоки меняют по программе в зависимости от положения электрода на всей траектории колебаний, причем в крайних точках (В м А) скорость составляет Ч 1 53 м/ч, Ч 2 = 91 м/ч (1,7 Ч 1) соответственно.1169271 О О В крайних точках осуществляют задержку подачи проволоки соответственно на скоростях Ч и Ч 2, Время задержки составляет в точке А:=12 =013 сЧк+св 72+19 91 ф вкфад 12 153При выполнении указанных соотноае.,ий обеспечивали: во-первых, переменную высоту наплавки, а именно 8 мм в точке В и минимальную 3 мм в точке А; во-вторых, проволока подавалась в жидкую ванну беэ выходов в дугу 3. Сварной шов имел гладкую 5 поверхность на всей траектории колебанийэлектрода. При рентгеновском просвечивании дефектов в щве не обнаружено. Время сварки 10 мин, что в 5 раз меньше, чем при сварке известным способом,10 Предлагаемый способ позволяет увеличить производительность процесса при достижении высокого качества.1169271 Составительедактор О.Кузнецова Техред М, Моргента М.Максимищинец Кор аказ 3087 Тираж. Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ио изобретениям и открытиям при ГКНТ. СССР 113035, Москва, Ж, Рауаекая наб;, 4/6 уп.Гагарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж