Способ дуговой сварки плавящимся электродом Советский патент 1984 года по МПК B23K9/08 B23K9/16 

05

ел

СПОСОБ ДУГОВОЙ CBAPICH ПЛ ВЯЩНКСЯ ЭЛЕКТРОДОМ соединений с узкой разделкой нержавекяцих сталей, преимущественно типа 18-8, при котором в качестве запдатной среды используют смесь Аг 4- 3-5% 02, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности сварки и качества сварных швов путем сокращения количества проходов и предотвращения появления кристаллизационных трещин в корне шва, с момента стабилизации горения дуги и установления струйного переноса расплавленного металла плавящегося электрода скорость подачи плавящегося электрода увеличивают в 3-3,5 раза и одновременно нала-з гают на дугу аксиальное импульсное реверсируемое магнитное поле с индукцией 8-15 млТ и интервалом реверсирования 0,02-0,24 с. (Л

со

Изобретение относится к сварочно му производству, а именно к сварке плавящимся электродом, преимуществе но из сталей типа 18-8 соединений, собранных с узким зазором. Известен способ сварки в смеси газов (Аг + 5,0% 62), при котором процесс ведут на следующих режимах ток сварки Лсв 300-1500 Л диаметр электрода 3-6,4 MT.I; скорость Сварки 300-1500 мм/мин; расход гаЗа 50 200 л/мин ClJ. Недостатком указанного способа является большая вероятность охрупчйвания и локальных разрушений мета ла вследствие значительного перегре ва при сварке в защитйом газе на больших токах, а также большой расх защитного газа. Наиболее близким к предлагаемому является способ сварки плавяпшмся электродом в смеси защитных газов Аг + 3-5,0% 02 соединений с узкрй глубокой разделкой из нержавеющих сталей 2. Недостатком д. иного способа явля ется невысокая производительность, так как для сварки металлов больших толщин необходим многопроходный про цесс, требующий значительных затрат времени. Кроме того, многократное термическое воздействие при многопроходной сварке нежелательно из-за охрупчивания металла шва, а узкая и вытянутая форма сечения шва при сварке с узкой -разделкой создает неблагоприятные условия д/ш кристал лизации металла шва, так как в резу льтате ограниченного теплоотвода от основания сварочной ванны столбчатые кристаллиты растут навстречу друг другу, что приводит к появлению кристаллизационных трещин. Целью изобретения является повышение производительности сварки и качества сварных швов путем сокраще ния количества проходов и предотвра щения появления кристаллизационных трещин в корне шва. Цель достигается тем, что согласн способу дуговой сварки плавящимся электродом соединений с узкой раздел кой нержавеющих сталей,преимуществе но типа 18-8, при котором в качеств защитной среды используют смесь Аг + 3-5% 02, с.момента стабилизации горения дуги и установления струйного переноса расплавленного металла плавящегося электрода скО рость подачи плавящегося электрода увеличивают в 3-3,5 аза и одновременно налагают на дугу аксиальное импульсное реверсируемое магнитное поле с индукцией 8-15 млТ и интерва лом реверсирования 0,02-0,24 с. При содержании кислорода в аргоне менее 3% не обеспечивается доста точно полный вывод водорода из ауст нитного шва, что приводит к усиленному порообразованию и снижению качества шва, при увеличении содержания кислорода в аргоне более 5% возрастает опасность поражения швов трещинами ввиду окисления ферритизаторов и возможной аустенизации структуры шва. Так как процесс сварки начинают на скорости подачи проволоки, достаточной для образования струйного переноса металла проволоки на основной металл (200 м/ч), а после возбуждения дуги с момента ее стабилизации и установления струйного переноса расплавленного металла плавящегося электрода (этот период длится 3-5 с после зажигания дуги ) скорость подачи проволоки увеличивают в 3 3,5 раза, то струя расплавленного металла давит на предварительно разогретый основной метсшл, и дуга погружается в ванну расплавленного металла. При этом имеет место эффект замочной скважины и резкое увеличение глубины проплавления (в 1,52 раза по сравнению со способом-прототипом). Это позволяет сократить количество проходов сварки, т.е. повысить производительность процесса сварки и сопутствующих им терглических циклов, воздействующих на ранее сваренные щвы и прилегающую зону термического влияния. Интервал увеличения скорости подачи плавящегося электрода (в 33,5 раза ) определен экспериментально. При увеличении скорости подачи меньше, чем в 3 раза не наблюдается эффекта погружения дуги, а при увеличении скорости подачи больше, чем в 3,5 раза резко возрастает сварочный ток. Что приводит к перегреву основного металла. Воздействуя на дугу через 3-5 с после возбуждения дуги (т.е. совместно с увеличением скорости подачи проволоки ) управляющим реверсирующим магнитным полем с индукцией 815 млТ и интервалом реверсирования 0,02-0,24 с, обеспечивают перемешивание расплава сварочной ванны и, следовательно, интенсивный теплоотвод от основания сварочной ванны, измельчение кристаллитов и их ориентацию в одном направлении. Указанные диапазоны напряженности и интервалов реверсирования аксиального магнитного поля определены экспериментально. Эти диапазоны индукции и интервалов реверсирования магнитного поля обеспечивают оптимальную форму провара на повышенных скоростях подачи .проволоки (коэффициент шва |к 3-4 К

При использовании магнитного поля с индукцией, меньшей 8 млТ и интервалом реверсирования меньше 0,02 с не обеспечивается необходимый интенсивный отвод тепла от основания сварочной ванны,, а при использоваНИИ магнитного поля с индукцией выше 15 млТ и интервалом реверсирования более 0,24 с наблюдается чрезмерное вращение расплавленного металла в сварочной ванне, приводящее к выплескам металла (его разбрызгиванию и к нарушению струйного переноса металла.

При значениях индукции магнитного поля 8-15 млТ сварные соединения характеризуются лучшими механическими свойствами по сравнению со сварными соединениями, получаемыми при сварке без электромагнитного перемешивания.

Пример. Сваривают пластины из стали 08Х18Н10Т толщиной 10 мм проволокой 08Х19Н10Г2Б ф 1,6 мм в смеси газов Аг + 5% С на следуицем режиме.

Зажигание дуги: ток сварки 250 А, напряжение дуги 26 В, скорость сварки 35 м/ч, скорость подачи проволоки 250 м/ч; через.5 с после зажигания дуги: ток сварки 380 А, напряжение дуги 30 В, скорость сварки 35 м/ч, скорость подачи проволоки 860 м/ч.

Одновременно на дугу воздействуют магнитным полем с индукцией , 12 млТ, интервалом реверсирования 0,02 с;

Результаты механических и металлографических испытаний показывают, что сварка образцов по предлагаемому способу имеет наибольшую производительность - металл толщиной 10 мм сваривается за один проход вместо трех проходов (без магнитного поля или без увеличения скорости сварки у.

Форма провара швов наиболее бла гоприятна с точки зрения предотвращения появления кристаллизационных трещин (козффициент форма шва К 3-4).

По сравнению с базовым объектом в предлагаемом способе обеспечивается повышение качества и производительности сварки за счет уменьшения количества проходов и сопутствующих им термических циклов нагрева, а также уменьшается вероятность появления кристаллизационных трещин.