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

Изобретение относится к дуговой сварке неплавящимся электродом и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при изготовлении сварных конструкций.

Цель изобретения - упрощение процесса сварки криволинейных замкнутых швов путем устранения операции разворота присадочной проволоки относительно электрода и повышение качества швов.

На фиг. 1 приведена схема осуществления способа сварки; на фиг. 2 схема сварки криволинейного стыка, план.

Неплавящийся электрод 1 (фиг. 1) и присадочную проволоку 2 присоединяют к одному полюсу источника питания 3. Тркоподвод 4 служит для подвода тока к присадочной проволоке 2, электрод 1 закреплен на держателе 5. Проволока 2 на участке подогрева изолирована от держателя 5 при помощи неэлектропроводной трубки 6. Электрод 1 и проволока 2 объединены в один узел и расположены внутри сопла 7, по которому подают защитный газ. Амперметры 8, 9 и 10 и вольтметр 11 предназначены для измерения параметров режима сварки. Возбуждают дугу между электродом 1 и изделием 12 и наводят сварочную ванну, после чего подают в ванну проволоку 2, которая при контакте с ванной подогревается джоулевым теплом на участке выпета, при этом присадочную проволоку 2 не разворачивают относительно неплавящегося электрода. На участке и стыка проволока 2 подается в хвостовую часть сварочной ванны 13, на участке в - в головную часть, а на участках S и Ч - в боковую часть сварочной ванны.

Как показали эксперименты, если участок нагрева проволоки 2 током мал, т.е. Rf, : ЗрО- или ,0, то в результате резкого увеличения тока присадочная проволока 2 перегревается, расплавляется и разрьшает связь со сварочной ванной. Так как ток Jp. на присадочной проволоке 2 и ток на дуге U неплавящегося электрода 1 связаны с общим током источника питания J законом Кирхгофа:

м 3„ , то увеличение тока J ведет к уменьшению тока на дуге J . В связи с этлм имеют место значительные скачки на дуге неплавящегося электрода 1, что в конечном счете приводит к неудовлетворительному формированию сварного щва.

При увеличении длины участка нагрева Ь присадочной проволоки 2 растет ее сопротивление й„. При этом ток на проволоке Jp уменьшается обратно пропорционально Rn ,

iv

Л

Rn

ток в присадочной проволоке, А;

падение напряжения на проволоке , В;

сопротивление участка нагрева присадочной проволоки током. Ом, ьку падение напряжения на

Un соответствует падению

напряжения на дуге. Уд , то

U.

JnRn

При значительной длине h участк нагрева присадочной проволоки 2, т.е. при Rp720- 6 («720), падает эффективность разогрева проволоки током, так как мощность, вьщеляемая в проволоке при прохождении по ней j , равная J уменьшается по мере снижения 3„ и увеличивается Rn . При этом возрастают потери тепла в окружающее пространство, связанные с увеличением длины ti jmacTKa нагрева током, что также снижает эффективность разогрева проволоки.

Пример. Сваривали на весу листы стали ВНС-2 толщиной 3,0 мм с присадочной проволокой ЭП659АВИ диаметром c/t 1,2 мм от источника питания ВСВУ-315, со скоростью сварки Uc 9 м/ч, скоростью подачи проволоки (J(7 35 м/ч, при общем токе источника питания J 165 А и напряжении на дуге } 10 В.

Параметры процесса сварки указаны в таблице.

Как показали эксперименты, присадочную проволоку необходимо подавать в ванну на расстоянии от электрода не менее величины ее диаметра и не ближе к границе ванны на величину ее диаметра, т.е.

(Ъ/2-d } - « 7х cj,

где t4 - расстояние от конца неплавящегося электрода до присадочной проволоки,

ММ f

fc - ширина сварочной ванны,

MMJ

с1 - диаметр присадочной проволоки, нц.

Причем при es( с присадочный металл налипает на конец неплавящегос электрода, что приводит к нарушению процесса сварки (см. таблицу, п. 7). При с( - d проволока подается за границу сварочной ванны, полностью не расплавляется, в результате чего на сварном шве образуется дефект в виде несплавлений (см. таблицу, п. 11). Таким образом установив длину fi участка нагре:ва присадочной проволоки 2 током Ц , соответствующую сопротивлению Rp , составляющему 3-20 R J и расположив присадочную проволоку 2 от конца неплавящегося электрода 1 на соответствукяцем расстоянии, начинают подавать присадочную проволоку 2 в сварочную ванну. В момент касания концом присадочной проволоки 2 сварочной ванны увеличивают общий ток ЗУ источника питания 3 на величину тока на проволоке Лд , величины которых замеряют амперметрами 8 и 10 соответственно. Так как в момент касания концом присадочной проволоки ванны ток на дуге D уменьшается на величину тока на проволоке J , необходимо увеличить ток на дуге до первоначального значения, чтобы обеспечить заданное проплавление. Поэтому увеличивают общий ток 3 источника питания 3 на величину тока на проволоке п

Поскольку сопротивление дуги от

3 до 20 раз меньше сопротивления присадочной проволоки, то увеличение общего тока Э источника питания 3 ведет к увеличению в основном тока

на дуге 3 . Ток на проволоке D возрастает не более чем на 3%, что не влияет на характер ее нагрева.

Изобретение позволяет упростить процесс сварки криволинейных замкнутых швов без разворота присадочной проволоки относительно электрода, повысить качество швов и получить экономический эфект.

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ с подогревом присадочной проволоки, при котором присадочную проволоку и неплавящийся электрод присоединяют к одному полюсу источника питания, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса сварки криволинейных замкнутых швов путем устранения операции разворота присадочной проволоки относительно электрода и повышения качества шва, подогрев присадочной проволоки осуществляют на участке ее вылета, сопротивление которого больше сопротивления дуги между электродом и изделием от 3 до 20 раз, а присадочную проволоку подают в сварочную ванну на расстоянии от электрода не менее величины с и не более величины /2- с , где с - диаметр при..садочной проволоки, Ь - ширина сварочной ванны. О5 05 со

110 50 0,091

80

1 1,25

124 41 0,081

200

1,25

31,25 260 140 25 0,071 0,4 5,6

41,25 580 150 15 0,067 0,67 10

51,25 700 157 8 0,064 1,28 20

Перегрев прово2,2 локи током. Оплавление ее вне сварочной ванны. Плохое формирование шва, К 3,0

3,0

Хорошее формирование шва

То же

159

800

140 25

260

0,8

Продолжение таблицы

Недостаточный

1,67 25,5

,063 нагрев проволоки. Дефекты шва в виде несплавлений, К 7 20

5,6

Налипание приса0,4

,071 дочного металла на конец неплавящегося электрода

a.d