Способ двухдуговой сварки в защитных газах Советский патент 1987 года по МПК B23K9/16 

1 1

Изобретение относится к электродуговой сварке и наплавке в среде аргона на постоянном токе и может быть применен при изготовлении металлических сварных конструкций из легированных материалов и наплавки поверхностей деталей, где требуется незначительное тепловложение в основной металл соединения и относительно большое количество наплавленного металла.

Целью изобретения является повышение производительности и качества наплавленного металла шва путем снижения тепловложения в наплавляемый металл с одновременным обеспечением струйного переноса металла.

Сварку ведут в аргоне одновременно дугой прямого и косвенного действия от двух независимых источников питания, при этом дуга косвенного действия горит между прутковыми электродами, а дуга прямого действия - между активированными электродом и изделием, причем неактивированный электрод и изделие подключают к положительным полюсам, а активированный электрод к отрицательным полюсам источников питания, при этом токи в электродах устанавливают равными или выше критического, а ток дуги прямого действия величиной

,

J Cip,

где р - коэффициент расплавления

неактивированного электрода j d f, - коэффициент расплавления

активированного электрода I - ток в неактивированном электроде.

Обоснованием выбранной зависимости является наличие критического тока при сварке на обратной полярност практически всех известных металлов и сплавов в аргоне, кроме материалов имеющих высокую упругость паров например латуни. При этой величине тока крупнокапельный перенос металла резко переходит в мелкокапельный струйный. Fia токе прямой полярности когда электрод является катодом, устойчивый струйный перенос металла получают благодаря применению активированного электрода. Однако такой перенос металла осуществляется при токах выше, чем с электрода анода.

5

1462

Для получения струйного переноса одновременно с электродов катода и анода ток. в электроде-катоде увеличивают путем создания дуги прямого

5 действия, благодаря чему уравновешивают производительности расплавления прутковых электродов и одновременно дополнительно расплавляют основной металл, в результате чего получают

0 необходимые размеры сварочной ванны, способствующие наилучшему формированию шва. Применение дуги прямого и косвенного действия позволяет регулировать тепловложение в наплав ленный металл и его пергрев и тем самым препятствует выгоранию легиру-. ющих элементов, а струйный перенос металла способствует улучшению условий формирования и кристаллизации

0 металла шва.

На чертеже приведена схема устройства.

Схема включает плавящийся неактивированный электрод 1, активированный электрод 2, между которыми установлен сварочный источник питания 3. Между изделием 4 и электродом 2 установлен второй источник питания 5.

I 0 Первый источник питания подключен

положительным полюсом к неактивированному электроду 1 и отрицательным полюсом к активированному электроду 2. Второй источник 5 положительным 35 полюсом подсоединен к изделию 4 и отрицательньЕМ полюсом - к активированному электроду 2.

Способ осуществляется следующим образом.

40

Предварительно устанавливают скорость подачи электродов 1 и 2, соответствующую критическому току или вьш1е его для сварки на обратной по45 лярности. Подают аргон в зону горения дуги. Включают источники питания 3 и 5 и подают напряжение на электроды 1 и 2 и изделие 4. Одновременно зажигают дугу косвенного и прямо50 го действия и подают активированный и неактивированный электроды с постоянной скоростью. В электроде 1 устанавливают ток косвенной дуги 1, равный или вьше критического, характе55 ризующийся струйным переносом металла. Величину тока Ij дуги прямого действия устанавливают величиной, обеспечивающей струйный перенос металла в активированном электроде 12.

31

Пример. Проводилась двухдуговая наплавка валиков на пластины из стали 12Х18ШОТ электродной проволокой СВ-06Х19Н9Т диаметром 1,6 мм в защитной среде аргона. Электрод- катод поверхностно активировался углекислыми слоями цезия и натрия в соотношении 6:1, масса покрытия составляет 0,03% от массы проволоки. Питание дуги осуществляли от двух независимых сварочных преобразователей ПСГ-500. Скорость наплавки 40 м/ч Koнfpoль параметров режима сварки производили электронными и стрелочными приборами с одновременной регистрацией электрических параметров светолучевым осцилографом Н-115. Характер переноса металла и поведение дуг фиксировалось скоростной киносъемкой. Качество шва определялось визуальным осмотром и по макро-и микрошлифам .

В зону горения дуги подавался япгон. Между электродными проволоками поддерживали дугу косвенного действия. Неактивированный электрод выполнял роль анода, а активированный катода. Ток в неактивированном электроде устанавливали равным 260 А, что соответствует критическому току в аргоне сварочной проволоки СВ- 06Х19-Н9Т диаметром 1,6 мм. Стабильный процесс со струйным переносом металла с активированного электрода на изделие обеспечивали дугой прямого действия, устанавливая величину тока 1 114 А, а ток в активированном электроде 374 А. При этом наплавленный валик мелкочешуйчатый, а структура металла валика мелкозернистая.

Реализация способа при различных режимах сварки приведена в таблице, включающую исходные данные и соответственные качественные показатели Критический ток для неактивированного электрода СВ-06Х19Н9Т диаметром 1,6 мм составляет 260 А, а для активированного прямой полярности 320 А

Как видно из таблицы, качественные швы получаются при ведении про64

цесса сварки на токах соответствующих критическим токам с электрода.

Использование способа сварки обеспечивает снижение выгорания легирую- щих элементов в результате регулируемого тепловложения, улучшение условий кристаллизации благодаря струйному переносу металла и уменьшение потерь электродного металла на угар

и разбрызгивание.

Формула изобретения

двухдуговой сварки в за- щитных газах плавящимися электродами на постоянном токе дугой прямой и обратной полярности, расположенными вдоль оси шва, один из которых является активированным электродом, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения производительности и качества наплавленного металла шва путем снижения тепловложения в наплавленный металл и осуществление струйного переноса металла, сварку ведут в среде аргона одновременно дугой прямого и косвенного действия от двух независимых источников питания, при этом дугу косвенного дейст

ВИЯ поддерживают между активированным электродом и изделием, неактивированный электрод и изделия подключают к положительным полюсам, а активированный электрод к отрицатель- ным полюсам источников питания, токи в электродах устанавливают равными или вьш1е критических, а ток дуги прямого действия выбирают из соотношения

-О.

, ( Р2

где р коэффициент расплавления неактивированного электрода i

-коэффициент расплавления активированного электрода;

-ток в неактивированном электроде.

Р2

318

88

18,0

13.4

312

52

16,0

13,4

260

37А

114

16,0 11,6

300

А70

141

16,7 12,0

Крупнокапельный перенос металла, шов крупночешуйчатый, структура наплавленного металла крупнозернистая.

Струйный перенос металла с анода, крупнокапельный перенос с катода. Шов крупночешуйчатый, структура наплавленного металла крупнозернистая.

Струйный перенос с обоих электродов, шов мелкочешуйчатый, структура мелкозернистая.

Струйный перенос с обоих электродов, шов мелкочешуйчатый, структура мелкозернистая.

Изобретение относится к способам двухдуговой сварки плавящимся электродом на постоянном токе, предназначено преимущественно для сварки и наплавки легированных металлов в аргоне, где требуются незначительное тепловложение в основной металл соединения и относительно большое количество наплавленного металла. Целью изобретения является повьппение производительности и качества наплавленного металла путем снижения тепловло- жения в наплавленный металл и осуществления струйного переноса металла. Сварку ведут в аргоне одновременно дугами прямого и косвенного действия от двух независимьЕх источников питания. При этом дугу косвенного действия осуществляют между прутковыми электродами (Э), а дугу прямого д1ействия поддерживают между активированным Э и изделием. Неактивированный Э и изделие подключают к положительным полюсам, а активированный Э - к отрицательным полюсам источников питания. Токи в прутковых Э устанавливают равными или выше критического, а ток дуги прямого действия - величиной 15 1,(Ыр /oipjj-l), где Ij - ток дуги прямого действия, 1 - ток в неактивированном Э; otp , d.p коэффициенты расплавления неактивированного и активированного Э соответственно. Благодаря уравновешиванию производительности расплавления прутковых Э и дополнительного расплавления основного металла получают необходимые размеры сварочной ванны. 1 ил., 1 табл. и (Л со 4 05

Редактор А.Гулько

Составитель Г.Тютченкова

Техред н.Глущенко Корректор М.Шароши

(.Заказ 1851/12Тираж 976Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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