Способ магнитоуправляемой электродуговой сварки и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК B23K9/08 B23K9/09 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при электродуговой сварке в защитных газах.

Цель изобретения - повышение качества сварного шва путем уменьшения разбрызгивания электродного металла и улучшения условий переноса расплавленного металла.

На фиг. I дана схема устройства для реализации способа электродуговой сварки без коротких замыканий дугового промежутка; на фиг.2 - то же, но при сварке с короткими замыканиями дугового промежутка.

Для осуществления способа сварки плавлением необходимо иметь сварочный источник питания, сварочную го- релку, свариваемое изделие, высокочастотный многофазный источник питания, выполненный в виде многостабильного мультивибратора или счетчика, многофазный высокочастотньш индуктор представляющий собой многофазньй коаксиальный линейный асинхронный двигатель и схему управления этими устройством.

Применение высокочастотного бегущего многофазного магнитного поля целесообразно при различных параметрах процесса сварки, а именно, как при сварке без коротких замыканий дугового промежутка каплей расплавленного металла, так и при сварке с короткими замыканиями.

В режиме работы без коротких за- . мыканий способ сварки заключается в

том, что за время, обусловленное ре- жимом сварки, на конце электрода образуется капля определенной массы, и схема управления, исходя из отсчета затраченной электроэнергии, включает высокочастотный источник питания, и создаваемое индуктором высокочастотное магнитное поле, взаимодействуя с индуцированным в капле током, отрывает ее от электрода. Это позволяет осуществить направленный и дозированный перенос электродного металла, увеличить производительность труда, улучшить качество сварного шва..

В режиме работы с короткими замыканиями способ сварки заключается в том,, что при коротком замьжании каплей дугового промежутка схема управления включает высокочастотный ис

точник питания индуктора, и создаваемое им высокочастотное бегущее магнитное поле воздействует на каплю металла, ускоряя процесс ее перехода в сварочную ванну и обрыв шейки капли, что позволяет экономить электроэнергию, уменьшить потери металла на разбрызгивание, ул учшить качество сварного шва.

Способ электродуговой сварки дпя различных режимов осуществляется следующим образом.1. Электродуговая сварка плавлением с капельным переносом электродного металла без коротких замыканий дугового промежутка.

Устройство для осуществления способа сварки плавлением (фиг.) содержит источник 1 сварочного тока, мундштук 2, шунт 3, добавочный резистор 4, умножитель 5, интегратор 6, амплитудный селектор 7, ключ 8, высокочастотный многофазньй источник 9 питания, многофазный высокочастотный индуктор 10 и амплитудный селектор 11.

Способ сварки заключается в следующем.

За время, обусловленное режимом сварки, на конце электрода образуется капля определенной массы и происходит расплавление сварочной ванны.

С шунта 3 и добавочного резистора 4 снимаются сигналы, пропорциональные току и напряжению дуги соответственно. Они поступают соответственно на первый и второй входы умножителя 5, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный мгновенной мощности, вьщеляющейся в дуговом промежутке. Этот сигнал поступает на вход интегратора 6, формирующего сигнал, пропорциональный рас- ходу электроэнергии за установленное время. С выхода интегратора сигнал проходит на первый вход амплитудного селектора 7, где сравнивается с сигналом, определяющим заданную для данного режима сварки величину расхода электроэнергии для формирования одной капли и поступающим на второй

вход амплитудного селектора 7, При равенстве сигналов амплитудный селектор 7 вьщает сигнал на вход ключа 8, который устанавливается в положение I и включает высокочастотный много31

фазный источник 9 питания для индуктора 10.

Когда на обмотки многофазного высокочастотного индуктора в определенном порядке поступают импульсы питания высокой частоты, то вдоль внутренней поверхности индуктора создается высокочастотное бегущее магниное поле. В капле электродного ме- талла, как в короткозамкнутом витке, возникает индуцированный ток от осевой составляющей магнитного поля. В результате взаимодействия этого тока с радиальной составляющей магнитного поля на каплю действует осевая сила, отрывающая ее от торца электрода. Капля электродного металла под действием электромагнитной силы попадает- в сварочную ванну.

После отрыва капли напряжение на дуге возрастает увеличения длины дуги. Сигнал, пропорциональньй напряжению, поступает на первый вход амплитудного селектора I1, где сравнивается с величиной напряжения, задаваемого режимом сварки. При превы- щении напряжения на дуге амплитудный селектор i1 вырабатьшает сигнал, поступающий на второй вход ключа 8 и переводит его в положение О. Высокочастотный источник питания отключается до формирования следующей капли.

Реализация данного способа дает увеличение производительности труда, позволяет регулировать размер капель электродного металла, способствует их дозированному и направленному переносу, улучшению качества сварного шва.

2. Электродуговая сварка плавлением с короткими замыканиями дугового промежутка.

Для данного способа сварки характерно то, что переход капли с электрода в сварочную ванну происходит с коротким замыканием- дугового промежутка каплей расплавленного металла. Из единичного процесса каплепереноса можно выделить время непосредственно короткого замыкания, которое составляет значительную долю общего времени существования капли.

В момент короткого замыкания капл сначала касается сварочной ванны, а затем, растекаясь по поверхности ван5 0

0

5

5

0

5

0

5

ны, сходит с электрода с образованием шейки. Шейка капли существует до тех пор, пока она, утоньшаясь до критического диаметра, не взорвется под действием нарастающего короткого замыкания .

Предлагаемый способ сварки заключается в том, что при касании капли сварочной ванны создаваемое многофазным И1вдуктором высокочастотное бегущее магнитное поле воздействует на каплю, ускоряя процесс ее перехода в сварочную ванну и обрьт шейки капли.

Устройство для реализации данного способа (фиг. 2) состоит из источн1-гка 1 питания для сварки, мундштука 2, шунта (добавочного резистора) 3, амплитудного селектора 7, к.ттюча (порогового устройства) 8, многофазного высокочастотного источника 9 питанияj многофазного высокочастотного индуктора 10, источника 12 образцового напряжения .

Устройство работает следующем образом.

После периода горения дуги и обра- зования капли расплавленного металлаs она (капля) замыкает дуговой промежуток. С добавочного резистора 3 на первь вход амплитудного селектора 7 поступает сигнал, пропорциочальньп напряжению дуги, а на второй вход сигнал заданной величины, соответствующий напряжению короткого заь-5ыка -, НИН. При падении напряжения на дуге до напряжения короткого заг-«1жания с выхода амплитудного селектора поступает сигнал на вход порогового устройства 8, которое включает высоко- частотньш источник 9 питания многофазного высокочастотного индуктора Юс

Принцип работы высокочастотного индуктора от описанного отличается тем, что магнитное поле обрьша шейки капли автоматически снимается до следующего короткого замыкания.

Предлагаемый способ сварки дает экономию электроэнергии за счет уменьшения времени короткого замыкания, что достигается принуд1-ггельным обрывом шейки капли высокочастотным бегущим магнитным полем при меньшем значении тока короткого замыкания, чем при обычном течении процесса сварки, -улучшения процесса каплепереноса и качества пгаа, уменьшения потерь металла на разбрызгивание..

Фо-рмулаизобретения

1.Способ магнитоуправляемой электродуговой сварки, при котором воз- действуют на дугу посторонним поперечным магнитным полем, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного шва путем уменьшения разбрызгивания расплавлен- ного металла и улучшения его переноса, воздействуют на дугу высокочастотным бегущим поперечным многофазным магнитным полем в виде пачки импульсов , накладываемых на конец пла- вящегося электрода, причем бегутдую составляющую магнитного поля направляют вдоль оси электрода в сторону сварочной ванны.

2.Устройство для магнитоуправляе- мой электродуговой сварки, содержащее источник питания, плавящийся электрод и многофазный индуктор, отличающееся тем,, что, с целью уменьшения потерь металла на разбрыз- гивание при сварке с короткими зэмы- каниями дугового промежутка и экономии электроэнергии, в него введены последовательно coeдшieнныe ампли-- тудньш селектор 5 ключ и многофазный высокочастотный источник, а также добавочный резистор и образцовый источник, при этом первый вход амплитудного селектора через добавочный резистор подключен к выходу источника п.итания, а второй вход - к образцовому источнику, выход многофазного высокочастотного источника подключен к многофазному индуктору,

3, Устройство ПОП.2, отлича ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества сварного шва за счет обеспечения направленного дозированного переноса электродного металла при сварке без коротких замыканий дугового промежутка, в него введены умножитель, интегратор, второй амплитудный селектор и шунт, при этом входы умножителя через шунт и добавочный резистор соответственно соединены с клеммами источника питания и с первым входом первого амплитудного селектора, на второй вход которого подано опорное напряжение, а выход которого соединен с управляющим входом ключа, выход а-1ножителя через интегратор подключен к первому входу второго амплитудного селектора, на второй вход которого подано также опорное напряжение, а выход которого через ключ и многофазньш высокочасто тньй источник подключен к многофазному индуктору,

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электродуговой сварке как с КЗ дугового промежутка, так и без них. Цель изобретения - повьшение качества сварного шва, уменьшение расхода металла и электроэнергии. Для этого на дуговой промежуток и каплю расплавленного металла воздействуют бегущим пульсирующим поперечным полем, создаваемым высокочастЬтным многофазным индуктором, возбуждаемым от специального источника. В режиме работы без КЗ на конце электрода образуется капля определенной массы и, исходя из отсчета электроэнергии для ее образования, схема т раБленкя режимом сварки включает высокочастотный источник питания. Происходят взаимодействие высокочастотного го поля с током, индуцированным в капле, отрыв и дозированньй перенос капли в сварочную ванну, В режиме работы с КЗ схема управления режиъ .ом сварки включает -высокочастотный источник, и создаваемое им бегущее поле, воздействуя на каплю металла, ускоряет ее переход в сварочную ванну и обрьш шейки капли, что позволяет экономить металл и электроэнергию, В первом сп уча.е. устройство для реализации способа содержит источник сварочного тока, два амплитудных селектора, умножитель, интегратор, ключ, высокочастотный многофазный источник и индуктор. Устройство для реализации этого способа в режиме сварки с КЗ дугового промежутка содержит источник сварочного тока, a mлитyдный селектор, -ключ, многофазный высокочастотный источник и индуктор, 2 с, и 1 з.п. ф-лы, 2 ил. й U сд со 00

%г.1

uz.2