Способ дуговой сварки Советский патент 1991 года по МПК B23K9/167 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть применено при изготовлении толстостенных конструкций, в частности при выполнении стыковой сварки без разделки кромок при толщинах изделия 15 мм и более.

Цель изобретения - снижение трудоемкости и энергоемкости процесса, увеличение глубины проплавления, уменьшение ширины шва и зоны термического влияния, исключение применения присадочной титановой проволоки.

Способ осуществляют следующим образом.

Устанавливают зазор в стыке в пределах от 0,05 до 0,1 толщины металла. Сварку производят неподвижным относительно направления сварки электродом путем его вертикального погружения в зазор до полного проплавления, после чего электрод возвращают в исходное положение и перемещают вдоль стыка, затем процесс повторяется. При этом отношение времени подъема электрода (ф) к времени его погружения (ti) выбирают в пределах от 0,1 до 0,4 при шаге перемещения от 0,5 до 0,9 диаметра точки в корне шва.

Вертикальное погружение и подъем электрода в предварительно установленном зазоре в стыке при скорости сварки, равной нулю, его перемещении и изменении времени погружения и подъема электрода в опре- деленной зависимости и пределах позволяют за счет более эффективного исО

«о о ю ю ч|

пользования тепловой мощности дуги снизить трудоемкость и энергоемкость процесса, увеличить глубину п роплавления, уменьшить ширину шва и зоны термического влияния, исключить применение присадочной проволоки.

Сборка деталей под сварку с зазором вызвана необходимостью ускорить про- плавление и уменьшить при этом обьем жидкого металла в сварочной ванне.

Проведенные эксперименты показали, что оптимальным установочным зазором в стыке является зазор величиной 0,05-0,1 толщины (5) свариваемых стыков. При установочном зазоре меньше 0,05 д процесс сварки предложенным способом можно осуществить лишь при очень больших токах, значительно превышающих оптимальные, и очень длительных выдержках на одном месте. Это связано с замедленным выходом газов, находящихся под активным пятном сварочной дуги. При зазоре в стыке больше 0,1 д жидкий металл, находящийся в стыке под большим давлением сварочной дуги, может просто вытечь в зазор, не успев закристаллизоваться. Кроме того, увеличение зазора s стыке приведет к большим подрезам и увеличению прославления вверху шва, для устранения которого необходимо применять присадочную сварочную титановую проволоку.

Отношение времени подъема электрода к времени погружения в пределах от 0,1 до 0,4 выбрано из следующих соображений; при отношении менее 0,1 в металле шва (учитывая большие токи) образуются усадочные раковины, флокеиы и газовые полости за счет очень быстрой кристаллизации жидкого металла шва, при отношении более 0,4 образуется очень много жидкого металла, который захлестнет электрод и сделает процесс сварки практически невозможным.

Перемещение электрода на величину меньшую 0,5 диаметра корневой точки приводит к резкому снижению скорости сварки, сильному перегреву металла шва, неоправданному расходу защитного газа, электроэнергии и, соответственно, повышению трудоемкости. Перемещение электрода на величину большую 0,9 диаметра точки в корне шва может привести к несплавлению и появлению отдельных пробковых швов.

Пример. Сварку осуществляют на сварочной установке, оборудованной специальной сварочной горелкой и приставкой для программного изменения скорости сварки. В качестве источников питания можно использовать источники ВСВУ-бЗО или ВСВУ-2000 в зависимости от толщины

свариваемых деталей. Стыки нужных толщин свариваемых сплавовсобирают при помощи входных и выходных планок или с помощью специальных прижимов в свариваемое изделие. Затем подготовленное к сварке изделие устанавливают на приспособление для сварки продольных или кольцевых швов, оборудованное подкладкой для защиты корня шва аргоном. Подают аргон в

горелку для защиты металла шва и в защитный козырек для защиты остывающих участков шва. С помощью осциллятора возбуждают дугу и устанавливают необходимый режим сварки. Синхронные перемещение и

остановку сварочного изделия осуществляют при помощи электромагнитной муфты или пуска и остановки двигателя.

Сваривают стык титанового сплава толщиной 20 мм.

Механическим способом обрабатывают боковые поверхности стыка, производят приварку входных и выходных планок. Параметры сварки: длина дугового начального промежутка 1 1 мм; расход аргона в горелку

10-12 л/мин, в,защитный козырек 12-15л/м / п; диаметр неплавящегося вольфрамового электрода 4 мм.

Ориентировочные режимы сварки предложенным способом представлены в таблице. По мере сварки стыка последовательность операций повторяется до полного окончания сварки.

Предложенный способ может быть применен при сварке толстостенных конструкций из тугоплавких химически активных металлов (титана, ниобия, стали повышенной чистоты и других материалов), сварка которых затруднена вследствие специфических физико-химических свойств.

Применение предложенного способа позволит сваривать односторонней сваркой толстостенные конструкции, снизить трудоемкость и энергоемкость процесса, исключить применение присадочной титановой

проволоки, получить значительный эффект за счет замены защитного газа (гелия) на аргон.

Формула изобретения Способ дуговой сварки, при котором сварку ведут вольфрамовым электродом в среде инертных газов погруженной дугой с перемещением электрода в вертикальной ппоскости, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и энергоемкости процесса, зазор в стыке устанавливают от 0,05 до 0,1 толщины металла, электрод погружают дс полного проплавления, затем возвращают в исходное положение и перемещают вдоль стыка, при этом отношение

времени подъема электрода к времени его погружения выбирают в пределах от 0,1 до

0.4 при шаге перемещения от 0,5 до 0,9 диаметра точки в корне шва.

Изобретение относится к сварочному производству и может быть применено при изготовлении толстостенных конструкций без разделки кромок. Цель изобретения - снижение трудоемкости и энергоемкости процесса, увеличение глубины проплзвле- ния, уменьшение ширины шва и зоны термического влияния, исключение применения присадочной титановой проволоки. Предварительно устанавливают зазор в стыке в пределах 0,05-0,1 толщины металла. Сварку производят неподвижным относительно направления сварки электродом путем его вертикального погружения в зазор до полного проплавления. После этого электрод возвращают в исходное положение и перемещают вдоль стыка. Затем процесс повторяют. При этом отношение времени t2 подъема электрода к времени ti его погружения выбирают в пределах 0,1-0,4 при шаге перемещения 0,5-0,9 диаметра точки в корне шва, Способ может быть использован при сварке толстостенных конструкций из тугоплавких и химически активных металлов, 1 табл.

4,5

0,8

0,17

3,0

4,5

0,8

0,17

3,7

Режимксварки: У 20 мм; I 480 А

0,5 Неудовлетворительное Лорнирование, очень широкие швы

1 Хорошее формирование

шва