Способ дуговой сварки неплавящимся электродом Советский патент 1987 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к.аргоно- дуговой сварке неплавящимся электродом преимущественно прямошовных труб

Целью изобретения является повышение производительности и качества сварки.

На фиг. 1 показана схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 составной катод; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Способ состоит в следующем. . Тепло, необходимое для предварительного подогрева, получают от двух дуг, симметричных относительно оси трубы. Дуги имеют самостоятельные ак тивные пятна 1, расположенные на соответствующих кромках 2 трубной заготовки 3 и образованы путем осевого разделения потоком аргона с расходом, пропорциональным длине дугово- го промежутка и диаметру прутка. Катод 4 состоит из трех заточенных вольфрамовых прутков, два из которых (3) расположены симметрично относительно оси симметрии опорно-сварочных роликов 6, а торец третьего прутка 7 утоплен относительно общего притупления двух других прутков на величину 1-1,5 мм.

Перед началом сварки электрбд 4 подогревающей дуги помещают перед точкой 8 схождения кромок 2 на рас стоянии L, характеризуемом зазором между кромками, равными ,5 диаметра прутка..Неплавящийся электрод проплавляющей дуги 9 расположен за точкой схождения на расстоянии L 5-10 мм от нее. Затем приводят в движение трубную заготовку 3 со скоростью сварки, подают аргон по осе- вому каналу катода 4; возбуждают подогревающую и проплавляющую дуги и производят сварку. Расход аргона по осевому каналу устанавливают из соотношения

k I, cd;,

где Q; - расход аргона, л/мин;

. - длина дугового промежуточка,

мм; .

- диаметр прутка, мм; k - эмпирический коэффициент,

равный 0,3 л/мин-мм; с - эмпирический коэффициент,

равный 83 10 л/мин мм . Уравнение устанавливает связь расхода аргона по осевому каналу с длиной дуги и размером поперечного сечения осевого канала, конструктивно

O

О

5

5

0

5

зависящим от диаметра вольфрамового прутка, составляющего электродный узел.

Эксперименты по исследованию влияния параметров режима сварки (длины дуги 1„ , тока разряда 1 , расхода газа через осевой канал электродного узла Q, , сечения канала) на разделение дугового разряда проводят на установке, оснащенной источником питания, сварочной горелкой с электродным узлом и массивным медным во- доохлалсдаемым анодом. Длину дугового промежутка устанавливают и контролируют с помощью щупов с точностью 0,01 мм. Расход аргона (л/мин), подаваемого в осевой канал катода, устанавливают и контролируют с помощью расходомера - ротаметра типа РМ и градуировочного графика к нему. Параметры заточки рабочей части электродного узла: диаметр притупления , 0,65; d р ( - диаметр прутка) и угол заточки ы 30 поддерживают в -процессе измерений постоянными;. Диаметры вольфрамовых прутков, составляющих электродный узел, выбирают равными 1,9; 2,9; 3,9 мм. Диапазон исследуемых технологических длин дугового промежутка составляет 1-6 мм. Величину тока разряда варьируют в пределах 120-300 А, Каждьй эксперимент повторяют не менее трех раз. Критерием оценки разделения дугового разряда на составляющие дуги при заданных значениях 1:,, fj,, , служит достижение осевым потоком аргона поверхности анода, фиксирующееся визуально при 25-кратном увеличении зоны горения разряда.

Формулу расчета расхода газа :(ар- гона) через осевой канал электродного узла в виде уравнения регрессии получают -путем статистической обработки на ЭВМ массива экспериментальных данных.

Способ позволяет точно дозировать количество аргона через осевой канал, обеспечивающее разделение подогревающей дуги на две составляющие, имеющие самостоятельные активные пятна. При расходе меньшем, чем ( + с djip ) происходит неполное разделение разряда с образованием общего анодного пятна, приводящего к неустойчивому режиму горения и дефектам сварного соединения. Расход газа больший, чем (k-f + с d p ) нарушает

пространственную устойчивость образующихся дуг, ухудшает их защиту, вы- зьшает подсос окружающего воздуха в атмосферу дуг и приводит к дефектному характеру плавления кромок.

Величина Z для указанного выше , диапазона длин дуг, величин токов и диаметров прутка составляет I- 1,5 мм. Она определяется экспериментально, исходя из условия исключения образования третьей дуги (1 мм) и нарушения сплошности потока защитного газа, истекающего из осевого канала (1,5 мм).

Зазор между кромками трубной заго-f5 производительность трубозлектросва- товки, равный ,5 диаметра прутка рочных станков на 40% при хорошем ка- на расстоянии L от точки схождения кромок, на котором располагают подогревающую дугу, обеспечивает безударчестве сварного соединения.

Формула изобретения

ное прохождение потока защитного газа, подаваемого по осевому каналу, и выбирается равным наибольшему размеру канала.

Расстояние L 5-10 мм от точки

20

Способ дуговой сварки неплавящимся электродом преимущественно прямо- шовных труб с предварительным подогревом, дугой, горящей с катода, со- схождения кромок, на котором распола-25 стоящего из трех прутков, образующих гается проплавляющая дуга, является канал с подачей осевого пото|са, о т- оптимальным с точки зрения обеспече- личагощийся тем, что, с це- ния качественного формирования шва (без гребнеобразного вьщавливания жидкого металла) и нахождения участка 30 сварного, соединения с пониженной технологической прочностью в зоне сжимающих усилий опорно-сварочных роликов.

П р и м е .р. Промышленное опроби- 35 из соотношения рование проводят при сварке труб типоразмера 38 2,0 из стали. Режим сварки: сварочный ток подогревающей дуги 160-180 А, сварочный ток основ- ной проплавляющей дуги 450 А, ско- 40

лью повышения производительности и качества сварки путем разделения дуги на две составляющие, симметричные относительно оси трубы, рабочий торец одного из прутков утапливают относительно двух других, а расход аргона по каналу устанавливают, исходя

Q, k Е - с ,

- расход аргона, л/мин;

рость сварки 3,2 м/мин, величина зазора между кромками в месте расположения подогревающей дуги 1,0 мм, диаметр прутка в электродном узле

где Q . . .

Ig - длина дуги, мм; - диаметр прутка, мм; k - эмпирический коэффициент,

равный 0,3 л/мин мм; с - эмпирический коэффициент, равный 83 10 л/мин-мм

2,9 мм,. длина подогревающей дуги 1 мм,, минутньй расход аргона по осевому каналу, определенный по формуле, составляет 0,9-1 л/мин.

Применение предлагаемого способа при сварке труб из стали на трубо- электросварочном стане позволяет повысить производительность и качество сварки, а также исключить дефектное формирование сварного соединения и повысить пространственную устойчивость подогревающей дуги на повышенных скоростях сварки.

Изобретение позволяет.повысить

производительность трубозлек рочных станков на 40% при хо

честве сварного соединения.

производительность трубозлектросва- рочных станков на 40% при хорошем ка-

Формула изобретения

20

Способ дуговой сварки неплавящимся электродом преимущественно прямо- шовных труб с предварительным подогревом, дугой, горящей с катода, со- стоящего из трех прутков, образующих канал с подачей осевого пото|са, о т- личагощийся тем, что, с це-

лью повышения производительности и качества сварки путем разделения дуги на две составляющие, симметричные относительно оси трубы, рабочий торец одного из прутков утапливают относительно двух других, а расход аргона по каналу устанавливают, исходя

соотношения

Q, k Е - с ,

- расход аргона, л/мин;

Q . . .

Ig - длина дуги, мм; - диаметр прутка, мм; k - эмпирический коэффициент,

равный 0,3 л/мин мм; с - эмпирический коэффициент, равный 83 10 л/мин-мм

fPuz.f

L

«n

5ф

MJ

,-A-A

4

, fpu2.3

(pu2.2

Реда1стор В. Иванова

Составитель Г. Тютченкова

Техред Н.Глущенко Корректоре. Черни

Заказ 7193/9Тираж 972Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области аргонодуговой .сварки и может быть использовано при производстве прямошовных труб. Способ позволяет повысить производительность и качество сварки. Сварку труб осуществляют катодом, состоящим из трех вольфрамовых прутков, два из которых расположены симметрично относительно оси симметрии опорно-сварочных роликов, а торец третьего прутка утоплен относительно общего притупления двух других прутков на величину 1-1,5 мм. По осевому каналу, образованному вольфрамовыми прутками, подают аргон, причем при диаметре прутка 2,9 мм и длине дуги 1 мм расход аргона составляет 0,9-1 л/мин. При использовании данного способа повьппает- ся пространственная устойчивость подогревающей дуги на повышенн к скоростях сварки.. 3 ил. 9 (Л