Способ импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом Советский патент 1985 года по МПК B23K9/16 

4

Од

сл

;0

Изобретение- относится к области

дуговой сварки негшавящимся электродом материалов, в состав которых входят легирующие элементы с низкой температурой кипения, и может быть применено в различных отраслях машиностроения (авиастроении, судостроении, химическом машиностроении и т.д.Х.

Известен способ дуговой сварки, заключаю 1Ц1йся в прецезионной сборке сопрягаемых элементов перед сваркой с последующим плотным поджатием свариваемых кромок к подкладке с оптимальным усилием: нагрев и плавление осуществляются свободногорящей дугой в непрерывном режиме 1

Однако значительные усилия прижатия вызывают необходимость повышения жесткости опорных.балок, а это усложняет конструкцию приспособлений, ведет к увеличению его размеров, к ухудшению обзора места сварки и т.д Кроме того, при сварке тонколистовых конструкций с непрерывно горящей свободной дугой происходит чрезмерный перегрев расплавляемого и нагреваемого металла, а также образуется неблагоприятная форма ванны.

Образование прожога связано с нарушением равновесия.сил между силами поверхностного натяжения и суммой металлостатического давления и давления дуги. Применяемые при сварке источники теплоты имеют размеры пятн нагрева, соизмеримые с толщиной свариваемых элементов. При этом образуется ванна, по ишрине в несколько раз превосходящая толщину свариваемого металла. Удержание такой ванны на весу связано с определенными трудностями.

Перегрев сварочной ванны вызывает уменьшение сил поверхносного натяжения и увеличивает вес расплава. В результате равновесие указанных сил нарушается, происходят прорыв ванны и образование прожога.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ сварки вольфрамовым электродом свободногорящей дугой в импульсном режиме, заключающийся в том, что на маломощную дугу, горящую в непрерывном режиме, периодически накладываются импульсы тока большой величины 2.

При сварке неплавящимся электродом импульсная дуга предназначена

591

для регулирования процесса проплав-

ления основного металла. Технологические преимущества известного способа в наибольшей степени проявляются при сварке тонколистовых материалов. Задача предупреждения прожогов решается путем периодического импульсного введения теплоты и формирования шва из отдельных точек, перекрываюпрх друг друга.

При сварке медных сплавов на весу получить шов со стабильным формированием по всей длине соединения представляет собой технологически сложную задачу и при таком процессе. С ростом концентрации легирующих элементов склонность к образованию прожогов возрастает.

Амплитудное значение импульса тока, являющееся основным параметром импульсно-дуговой сварки, выбирается исходя из условия обеспечения полного проплавления свариваемых кромок.Это условие является необходимым требованием при сварке материалов со испаряющимся анодом (титан, углеродистые и различного рода аустенитные стали), но совершенно недостаточным при сварке медно,цинковых сплавов, ибо из-за различной температуры кипения составляющих сплава наблюдается преимущественное испарение.элементов с низкой температурой кипения. Учитывая, что в латунях содержание цинка велико, а температура кипения в 2,5 раза ниже температуры кипения меди, про- , исходит особо интенсивное испарение цинка из сварочной ванны. Количество образующихся паров зависит от силы тока и концентрации цинка в спла), вах.

Процесс испарения сопровождается формированием мощного потока паров, направленного нормально к поверхности сварочной ванны. Существование потока паров ведет к возникновению силы, оказывающей дополнительное давление на сварочную ванну вследствие реактивного действия истекающей с большой скоростью струи. Это давление может достигать таких значений, при которых металл сварочной ванны продавливается и образуется прожог.

Целью изобретения является повышение качества при сварке тонколис- товой латуни путем предотвращения образования прожогов.

- Поставленная цель достигается тем, что согласно способу импульснодуговой сварки неплавящимся электродом, при котором на непрерывно горящую маломощную дугу налагают импульсы тока, величину тока в импульсе выбирают из соотношения 1(2,8.х.3,2) К, где К - меди в латуни.

При сварке в условиях, когда амплитудное значение силы тока меньше нижнего предела указанного соотношения, формирование шва связано с возникновением дефектов в виде непроваров из-за недостаточного перекр1ытия кратеров предьщущей точки и последующей. При сварке в условиях, когда амплитудное значение силы тока превышает верхний предел указанного соотношейия, процессы испарения протекак)Т настолько бурно, что результирующее давление на сварочную ванну оказывается больше сил поверхностного натяжения, в результате чег образуется прожог.

Способ проверен применительно к сварке латуни Л68 толщиной 1 мм, 1(соторая производится встык неплавящимся вольфрамовым электродом. Величина сврочного тока в импульсе 195-2 to А, скорость сварки 18 м/ч, время импульса 0,3 с, время паузы О, 1 с. В качестве защитного газ используется аргон. Расход защитного газа составляет 10-12 л/мин. Качество сварных соединений определяют по механическим испытаниям на статическое растяжение и по характеру формирования швов.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Предлагаемый способ обеспечивает получение соединений равнопрочных основному металлу о стабильным формированием швов по всей длине сварного соединения. Во всех щвах отсутствуют дефекты типа прожогов. При этом резко уменьшаются потери элементов, связанные с испарением, что очень важно при сварке латуней, а также повышаются коррозионные свойства металла шва.

Предлагаемый способ позволит обеспечить надежную эксплуатацию узлов, работающих в агрессивных средах.

СПОСОБ ИМПУЛЬСНО-ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕШ1АВЯ1ЧИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ,при котором на непрерьгено горящую маломощную дугу налагают импульсы тока, отличающийся тем, что с целью повышения качества при ; сварке тонколистовой латуни путем предотвращения образования прожогов, величину тока в импульсе выбирают из соотношения 1

195-210 26,5-28, НепроварМеньше нижнего предела указанного соотношения ОтсутстВ пределах укавуютзанного соотношения Прожоги Больше верхнего предела предлагаемого соотношения