Способ газоэлектрической сварки

(ц)919826 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТРРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциаяистическихРеспублик(23) Приоритет В 23 К 9/16 Гооударствсивй комитет СССР во делан иафбретеиий и открытий(53) УДК 621. .791.75 (088.8) Опубликовано. 1 5. 04.82. Бюллетень М 1 4 Дата опубликования описания 1 8 . 04 . 82 И.Г. Шарапов, А.Г. Иакаров, О.Н. Ерышев, А. А.И. Карпов и Г.Я. Богданов(5 ОСОБ ГАЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАР м и с Изобретение относится к сварке плавлением, в частности к электродуговой сварке в среде защитных газов, и может быть использовано в области сварочного производства.Широко применяются различные способы газоэлектрической сварки, при осуществлении которых воздействуют на процесс сварки с помощью защитного газового потока.1 оИзвестен способ регулирования геоетрических параметров сварного швари автоматической сварке поворотныхтыков труб в смеси аргона и гелия путем регулирования мощности дуги, которое осуществляют изменением коли. чественного соотношения между компонентами газовой смеси в зависимости от пространственного положения сварочной ванны 1 1.Однако этот способ решает ценную задачу по сварке непов стыков труб. Программирование ния количественного соотношен ду компонентами газовой смеси связано только с пространственным поло жением сварочной ванны. Способ не решает задачу повышения качества швов, у которых пространственное по ложение ванны не меняется. Не решает способ и задачи обеспечения надежного провара корня шва, снижения доли участия основного металла и уменьшения зоны термического влияния при надежном сплавлении кромок. Кроме того, способ узок в технологическом смысле,. так как замыкается только на аргоно-гелиевых смесяхЦелью изобретения является повышение качества сварных соединений при сварке плавящимся электродом с колебаниями.Поставленная цель достигается тем что при газоэлектрической сварке с программным изменением количественного соотношения между компонентами газовой смеси изменение количественного соотношения производят3 9 синхронно с колебаниями электрода и с периодическим изменением скорости подачи электрода по фазе и частоте, при этом состав газовой смеси изменяют, исходя из условияЧ 6Ь:вюзи-в Чнэтого в промежутки времени (С Ф д й )к к где к = О, 1, 2, 3когда идет провар корня шва, производят изменение количественного соотношения между компонентами газовой смеси, а именно в эти промежутки увеличивают содержание (Ц;)1-го компонента (фиг.16) который, например, имеет большее сечение Рамзауэра, чем остальные компоненты, что приводит на основе изгде Я - относительный расход компонента газовой смеси в процентах, причем 04 с Я с 1003 и3=вЙФЯ =100%,ув.,ум- индексы, соответ-,ственно указывающие на относительное,увеличение илиуменьшение содержания компонента всмеси;=1,2,3 а - количество компонентов, содержаниекоторых в составесмеси уменьшают за время 1. 10 - 1 10-4 с.На Фиг. 1 показано изменение состава газовой смеси в зависимости от положения электрода; на Фиг. 2 - изменение состава газовой смеси в зависимости от скорости подачи электродной проволоки; на Фиг. 3 - пример конкретного использования способа при сваркв стыкового соединения из алюминиевь 1 х сплавов.На схеме Фиг. 1 а в координатах "время - отклонение электрода" представлено в общем виде некоторое возможное при сварке периодическое движенйе электрода (его конца). Ось абсцисс (ОФ) соответствует положению электрода в области корня шва (строго по оси разделки);Повышение качества шва в первую очередь обеспечивают за счет гарантированного провара корня шва, Для вестных законов физики плазмы к возрастанию температуры столба дуги и, следовательно, гарантирует провар корня шва, Причем изменение состава га 5, за при переходе от смеси одного состава к смеси другого производят завремя 1 10 - 1 10 с. Эти пределыявляются естественными физическимипределами, Если изменение. составасмеси производить быстрее, чем за-41 10 с, сварочная дуга не имеет, характер установившегося разряда, т.е.технологически непригодна для использования, Время 1 1 Ос вполне доста точно для изменения состава смеси(вплоть до полного исключения какоголибо компонента любого газа и газовойсмеси) и определяется газокинетическим расчетом. увеличение времени вбольшую сторону (например 110 с)сужает технологические возможностиспособа, для некоторых процессов онуже может быть непригоден (например,для больших скоростей сварки или при 35больших частотах колебаний электрода). Во время перемещения электродана кромки производят изменение состава смеси в обратную сторону засчет чего уменьшают температуру столба дуги и, следовательно, глубинупроплавления, долю участия.основного металла, зону термического влияния, что повышает качество сварногосоединения. Колебания электрода и 45изменение состава смеси синхронизи-руют по частоте и фазе, В данном случае (Фиг. 1) начальные Фазы сдвинутыЛна величину -, а частоты относятсяЬО 150При синхронизации по частоте технологически пригодна только синхронизация, отвечающая следующему условию Гэ . Г= И : й, где И и й целые числа.При несинусоидальных законах изменения параметров процесса в функции времени по фазе синхронизируютпервые гармоники разложения этихфункций в ряд фурье,зе синхронизируют первые гармоникиразложения функции в ряд Фурье).Синхронизация изменения содержания компонентов в газовой смеси сизменением скорости подачи электродной проволоки: по частоте ГА = 1 Н= не = (0-) = моеНа Фиг. 3 процесс по данному примеру развернут по времени по всемсвоим составляющим параметрам, Момен.там времени й = 0,1,2, с соответствует положение электрода симметрично разделке строго по оси шва(сварка корня шва),15При осуществлении способа сварки получают следующий результат: принахождении электрода в районе корняшва обеспечивают надежный провар корня шва, содержание гелия в защитнойсреде 813 с сечением столкновенияРамэауэра 10 10 м, что приводитк увеличению температуры дуговогоразряда на и 5000 К. Повышенная подача проволоки в этот момент способствует более эффективному использованию тепла дуги и приводит к повышению производительности за счет роста коэффициента расплавления,При нахождении электрода в районе кромок (содержание аргона в защитной среде 953 с сечением столкновения Рамзауэра 2,5 1 О м ) снижение температуры дуги и величины вводимого тепла в металл. уменьшают до 35лю участия основного металла, величину зоны термического влияния, чтоприводит к повышению качества сварного соединения, Кислородные добавки ( - 5 Ф) существенно уменьшают со 40держание водорода и количество порв металле шва, что благоприятно сказывается на качестве сварных соединений.1Таким образом способ обеспечивает45повышение качества сварных соединений,гарантирует высокую прочность и работоспособность сварных соединений идополнительно увеличивает производительность процесса за счет увеличе 50ния коэффициента расплавления. Способ может быть использован на различных предприятиях народного хозяйства,применяющих газоэлектрическую сварку.Формула изобретенияСпособ газоэлектрической сварки с программным изменением количественного соотношения между компонентами газовой смеси, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений при сварке плавящимся электродом с колебаниями, изменение количественного соотношения производят синхронно с колебаниями электрода и с периодическим изменением скорости подачи электрода по фазе и частоте; при этом состав газовой смеси изменяют, исходя из усло- вия Я -. относительный расход компонента газовой смеси в процентах, причем ожас 1 оо гдеЯ + фЯ. = 100%,ув ум. - индексы, соответственно указывающиена относительноеувеличение илиуменьшение содержания компонента вгазовой смеси;=1,2,3п 1 - количество компонентов, содержаниекоторых в составесмеси уменьшаютза время 1 10 - 1 10 ф с,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 548396, кл. В 23 К 9/16, 06.04.68919826 Составитель Н. ИвановТехред,С, Мигунова Корректор СВэтюттщ тат В р И. Дылын Ре каз 2227/1 ССР 4 Фиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 1151ВНИИПИ Гбсударствпо делам изобрет113035, Москва, 3-35 Подпи ного комитета ий и открмтий Раушская наб.