Способ дуговой сварки и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 8015 г 4 З 9 23 К 9/08 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР тЧ ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ 84 у,л ОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТ 1-2 1229 . 04. . 06. динения при сварке в различных нных положениях в стес и при сварке в узкую р обесг.ечения равномерн ения и переноса присад а. Способ дуговой свар мся электродом с импул рисадачцай проволоки в лки без калебашш закл транст ненных азделВюл о ий заочный им. И.З.Со ав, В.Ф.Си И.П,Лепеусловияхку путемт спла вл аж литехнич ог ин аоловааренкко ит к га металл нгплавянп.Ку щен сноп подачей аси ааз доль убова 1,791 щин В рка ое пр,75 (088.8) .В. и др. Г чае я в синхронизированном изменен зоэлектричесстыков труб. - 1968, Р 6,го така, импульсов подачи ной проволоки, перемещени поворотныхоизвадство,сварачва прага элект магни и о ида СОВ ДУГОВОЙ СВАРКИ И УСТРОЙ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯбретение относится к сварке сти к дуговой импульсной еплавящимся электродом в газе с присадочной провала й, управляемой магнитным по ожет быть использовано при стесненных условиях в раз(54) СПСТВО ДЛЯ(57) Изв части полярные имсоле) аида,ля сщей приаваемай вй ванны, яврапуская разно ка по катушке иной на направ проволоке, под часть сварочномагнитаправада бой трубку, пеконус в мест рируют, г пульсы т располож сапочнай пеаеднюю варкенертноой дуг ляющейсяляюцей сасеченный м и предста рехадящую в е выхода пр адачнаирисадачно сварке личных а такж ространственных положениях,при сварке в узкую разделку.бретения - поаышение произности и качества сварного со нитнОГО матиспользуютпровода 2 ь и одит Изабречастнос ение относится к сваркеи к дуговой импульснойщимся электродом в инерсадочной проволокой дугй магнитным полем, и моьзовано.при выполнениитесненных условиях в ра сазака непаваратных стыка вадав), химическое машина судостроение и других атр мер,бапра трутрое р о е непла ние,лях. цазе с прправляем ыть испо ь изобреген я - пааышени аргоса и :;ач я путем абгс е про гстиа извадитгльности г сварного сгаедингг свар пространственных положениях ния равнамерцага теплавлажгн 1 реноса. присадачнаго металла п также при сварке в. узкую разделку втаких отраслях промышленности, какэнергетическое строительство (наприсв в стесненных ке а ловиях и с экую Ку.(21) 44 (22) 18 (46) 30 (71) Ук кий инс (72) И.С.Н.Пар и Н.Ф.З (53) 62 (56) Ро кая сва Сварочн с. 21-2 ульсав управляющегоя. Магнитное поле гене раволаки, При сварке спроволокой из ферром ериала вылет проволоки как пр одолжение ма нит с:и: ц лц 3 илНа фиг,1 представлена принципиальная схема устройства для осуществления способа сварки; на фиг,2 - циклограмма процесса сварки с синхронизацией основных параметров режима (а -сварочного тока; б - перемещенияэлектрода, в - действия управляющего магнитного поля; г - подачи присадочной проволоки); на фиг.3 - схемаперемещения электрода и присадочнойпроволоки и последовательность перемещения сварочной ванны,Согласно способу дуговой сваркинеплавящимся электродом с присадочной проволокой, при котором осуществляют поперечные колебания дуги; априсадочную проволоку подают импульсно по оси разделки без колебаний,осуществляют шаговое перемещение элек трода вдоль оси разделки без колебаний и в момент остановки электродаосуществляют импульс сварочного тока,синхронизированный с импульсами подачи присадочной проволоки и импульсами управляющего магнитного поля. Используют управляющее магнитное полес разнополярными импульсами, у которого каждый последний импульс предыдущего цикла импульсов и первый им, пульс последующего цикла импульсовимеют одинаковую полярность.Присадочную проволоку подают впереднюю часть сварочной ванны в направлении противоположном направле 35нию сварки, при этом длительностькаждого из цикла разнополярных импульсов магнитного поля равна длительности импульса сварочного тока,В период паузы осуществляют шаговоеперемещение электрода без подачиприсадочной проволоки и действиямагнитного поля,По сечению разделки формируют двесварные точки в следующей последова 45тельности: в каждом последующем сечении, расположенном на расстоянии,равном шагу перемещения Б, верхнюю-точку проставляют на противоположнойкромке по отношению к верхней точкепредыдущего сечения, при этом полярность первого импульса магнитного поля в каждой первой точке последующего сечения оставляют неизменной по отношению к полярности импульса в последней точке предыдущего сечения.Устройство содержит корпус (не показан), ка котором установлена сварочная горелка 1 с неплавящимся электродом 2, механизм подачи присадочной проволоки (не показан) с направляющей 3, представляющий собой трубку с каналом и усеченным конусом на конце в месте выхода присадочной проволоки. На мундштуке 3 расположен соленоид 4. Присадочная проволока 5 подается в направлении, противоположном направлению сварки. В случае сварки проволокой из ферромагнитного материала вылет присадочной проволоки 5 является продолжением магнитопровода. На фиг.1 также изображен источник 6 питания генератор импульсов соленоида 4, источник 7 питания сварочной дуги, свариваемое изделие 8.Устройство работает следующим образом.При возбуждении сварочной дуги в соленоид 4 подаются разнополярные импульсы постоянного тока от генератора 6. Протекающий .по соленоиду 4 ток создает в магнитопроводе направляющей 3 или присадочной проволо - ке 5 из ферромагнитного материала магнитный поток, который является поперечным по отношению к дуге, Взаимодействие магнитного поля с током дуги вызывает ее отклонение от оси электрода 2, а при питании соленоида 4 разнополярными импульсами тока обеспечиваются поперечные по отношению к направлению сварки колебания сварочной дуги. Направляющая 3, представляющая трубку с усеченным конусом в месте выхода присадочной проволоки 5, позволяет концентрировать магнитный поток в зоне дуги. При использовании проволоки из ферромагнитного материала магнитопровод приближен к сварочной ванне на величину вылета присадочной йроволоки 5. Прохождение холодной присадочной проволоки через магнитопровод (направляющую 3) обеспечивает его естественное охлаждение, при этом магнитные свойства магнитопровода сохраняются, не требуется создание принудительных систем охлаждения, Регулирование амплитуды ко - лебания дуги осуществляют изменением величины тока, питающего соленоид 4. При сварке в узкую разделку созданное таким образом магнитное поле не рассеивается в разделке шва.Предлагаемый способ используют для аргонодуговой шагоимпульсной сварки неплавящимся электродом с подачей в переднюю часть сварочной1574391 зону активного пятна дуги, заполняя половину разделки; Па истечении половиы длительности импульса сварочного тока (0,25 с) полярность в обмотке соленоида 4 (фиг.1) изменяется (см. циклаграмму) и дуга атклая",- к противоположной кромке.При отклонении дуги к противоположной кромке 11 образуется вторая сварочная ванна (сварачая точка) и продолжающая поступать импульса присадочная проволока запаляет в-.е. рую половину разделки. Па анана импульса сварочного тока синхронно отключаются подача проволоки и воздействие магнитного поля . На токе паузы 40 А и длительностью 0,5 с осуществляется шаговое перемещение не- плавящегося электрода на шаг Я, зь:.б. ранный из условия перекрытия сварных точек на 70-807, в данном примере Б = 1,27 мм. На циклаграмме импульс ванны по аси разделки в направлении, противоположном направлению сварки, обесточенной присадочной проволоки. Производят сварку неповоротных стыков труб Ф э 7 мм с толщиной стенки 4,5 мм из стали 20 перлитного класса присадочной проволокой СвГ 2 С диаметром 1,2 мм. Диаметр неплавящегося вольфрамового электрода 3 мм, 10 угол заточки 30, притупление 1 мм, Разделку кромак осуществляют согласно ОП-72 (С)Сварку корневых швов выполняют автоматом типа 1 ДАГ без присадки и воздействия маг нитного поля. Заполнение разделки осуществляют по предлагаемому способу с использованием трубосварочнай головки типа ШАГ с подачей присадочной проволоки и при воздействии на сварочную дугу управляющего магнитного поля.Способ осуществляют следующим образом.Неплавящийся вольфрамовый электрод 2 и направляющую 3 подачи при-, садочной проволоки 5 (фиг.З) выставляют в плоскости стыка па аси разделки. устанавливают величину дугового промежутка (между концом не плавящегося электрода и поверхностью свариваемого изделия) 1 я = 2 мм. Направляющую подачи присадачнай проволоки выставляют в плоскости стыка и возбуждают сварочную дугу между не- плавящимся электродом (его концом) и поверхностью сзариваемаго иэделия на токе, равном 40 А .(ток паузы). По окончании действия тока дежурной дуги (така паузы) длительностью 40 0,5 с включают импульс сварочного тока, равный 135 А, длительностью 0,5 с. По окончании импульсов предварительного подогрева - двух импульсов сварочного тока в статике беэ переме щения электрода (на циклограмме на фиг.2 импульсы предварительного подогрева не показаны) - следует импульс сварочного тока, синхронизированный с подачей присадачной проволоки и 50 воздействием управляющего магнитного поля.Одновременно с началом импульса сварочного тока на катушку магнитного привода механизма импульснойподачи припадочной проволоки (ток в катушке 5 А) и на соленоид 4, расположенный вокруг направляющей 3 подачи приса- дочной проволоки (фиг.1), от источника 6 питания падается импульс пас таяноготока (так в катушке 7 А). Присадачная проволока подается импульсно с частотой 20 Гц, за каждый импульс - подача 1 мм присадочнай проволоки. Подача проволоки осуществляется на протяжении действия всего импульса сварочного тока.При поступлении импульса тока в соленоид 4, расположенный вокруг на- правляющей 3, протекание тока в соленоиде создает магнитный поток, который является поперечным по отношению к электроду и сварочной дуге. Магнитное поле (идукция магнитного паля В - 20 мТ) посредством выступающего конца направляющей 3, выполненной в виде усеченного конуса, вводится в зону сварки. Выполнение магнитапровода в виде направляющей подачи присадачной проволоки позволяет максимально приблизить ега в зону сварки и обеспечить концетрацию магнитного потока в зоне сварки.Взаимодействие созданога магптного поля са сварочной дугой вызывает ее отклонение от аси электродак одной из крамак свариваемага изделия. Дуга откланяется к кромке 1(фиг.З), образуется вытянутая поперек стыка сварочная вана, захватывающая кромку 1 и середину стыка,при этом присадочная проволока импульса поступает в переднюю частьсварочной ванны, плавится и расплавленный металл присадки перетекает втока в катушке электромагнита механизма перемещения электрода 10 А,длительность импульса шагового перемещения 0,03 с, Механизм перемещения не показан.За время паузы 0,5 с сварочная .ванна кристаллизуется, стабилизируется тепловое состояние у кромок, Приследующем импульсе сварочного тока(см. циклограмму) дуга отклоняетсяна ту кромку стыка, где закончилсяпредыдущий импульс сварочного тока,при этом полярность первого импульсамагнитного поля в каждом последующемимпульсе сварочного тока (при постановке первой сварной точки после шагового перемещения электрода) оставляют неизменной по отношению к полярности импульса магнитного поля в последней представленной точке, соответствующей действию второй половиныимпульса сварочного тока. На фиг. 3показаны положения сварочной ванны(сварных точек) соответствующие технологии сварки и режимам, приведенным в описании и на циклограмме.Таким образом, достигается достаточная глубина проплавления накромках и равномерное сплавление металла присадки с основным металлом,Такая схема процесса сварки с использованием в качестве магнитопровода направляющей 3 (или вылета самой присадочной проволоки из ферромагнитного35материала) и с синхронизированием основных параметров режима сварки позволяет получать при достаточно высокой производительности процессасварки качественное равномерное, симметричное с достаточным проваром стенок заполнение разделки при максималь -но возможном объеме сварочной ванныпри сварке в различных пространственных положениях.45При использовании предлагаемогоспособа сварки и устройства для егоосуществления отклонение сварочнойдуги обеспечивает расширение столбадуги, изменение давления дуги, регулирование ширины шва и формы сварочной ванны, кроме того, обеспечивается создание компактных устройств длясварки с присадкой магнитоуправляемой дугой, не прибегая к созданию55сложного и громоздкого оборудования,а также улучшаются. условия эксплуатации, особенно при сварке в стесненных условиях,Формула изобретения1. Способ дуговой сварки неплавящимся электродом с импульсной подачей присадочной проволоки вцоль осиразделки, при котором осуществляют поперечные колебания дуги, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и качества сварного соединения путем обеспечения равномерного те- ловложения и переноса присадочного металла при сварке в стесненных условиях в узкую разделку, на дугу воздействуют магнитным полем с раз:;:ополярными импульсами, у которого по" следний импульс предыдущего цикла импульсов и первый импульс последующего цикла импульсов имеют одинаковую полярность, осуществляют шаговое перемещение электрода вдоль оси разделки, а во вгемя остановки электрода подают импульс сварочного тока, который синхронизируют с импульсом подачи присадочной проволоки и циклом импульсов магнитного поля, при этом длительйость г: - пульса сварочного тока устанавливают равной длительности цикла импуль - сов магнитного поля, а присадочн.ю проволоку подают в переднюю часть сварочной ванны в направлении, противоположном направлению сварки, причем по сечению разделки, перпендикулярному ее оси, формируют по две сварные точки.2. Устройство для дуговой сварки, содержащее сварочную горелку с не- плавящимся электродом, механизм подачи присадочной проволоки и направляющую для присадочной проволоки о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и качества сварного соединения путем обеспечения равномерно:о тепловложения и переноса. присадочнсгометалла при сварке в узкую разделку, оно снабжено расположенным на направляющей соленоидом, а направляющая выполнена и виде трубки, переходящей в усеченный конус у рабочего торца.