Способ дуговой сварки и наплавки металлов в вакууме Советский патент 1991 года по МПК B23K9/167 

Изобретение относится к дуговой сварке и наплавке в вакууме металлов и сплавов с применением неплавящегося электрода (полого катода) и плавящегося электрода и может найти применение в машиностроении, судостроении, энергетическом и химическом машиностроении.

Цель изобретения - облегчение возбуждения дуги и повышение производительности наплавки путем увеличения интервала регулирования тепловложения в основной и присадочный металлы.

На фиг, 1 представлена схема, иллюстрирующая способ; на фиг. 2 - осциллограмма токов.

В вакуумной камере 1 возбуждают дуговой разряд 2 между полым катодом 3 и анодом 4. Через центрирующий и окоподводящий мундштук 5 и полый катод 3 подают плавящийся электрод 6. При достижении плавящимся

электродом 6 анода 4 после короткого замыкания в точке 7 образуется электрическая цепь, по которой проходит ток от сварочного источника постоянного тока 8, шунтируя ток, идущий по дуговому разряду с полым катодом. Стабилизацию дугового разряда 2 с полым катодом 3 осуществляют продольной составляющей магнитного поля от электромагнита 9, имеющего свой источник питания постоянного тока 10.

Пример. В вакуумной камере 1 создают и постоянно поддерживают разрежение порядка 130-Ю 2 - 133-Ю 3 Па. Затем через полый катод 3 пропускают плазмооб- разующий газ. например аргон, в количестве от 0,6 до 6,0 л/ч. От источника питания током 8 прикладывают сварочное напряжение, причем положительный потенциал к аноду - изделию 4, а отрицательный - к полому катоду 3 и плавящемуся электроду 6.

ю

ОСТ О

о

Через полость катода 3 продувают необходимое количество аргона. Электромагнитом 9 от источника питания 10 в зоне дугового разряда 2 (по продольной оси полого катода 3) создают магнитное поле, которое предотвращает выход дугового разряда и локальных дуг на наружную боковую поверхность полого катода. Подводят полый катод 3 к аноду - изделию 4 на расстояние одного диаметра полого катода 3. Включением подачи плавящегося электрода б между ним и анодом 4 после короткого замыкания возникает кратковременный дуговой разряд с оплавлением торца плавящегося электрода 6. В этом разряде ионизируется плазмообра- зующий газ - аргон, выходящий из полого неплавящегося электрода 3, который обеспечивает возбуждение дугового разряда 2 с полого катода 3. После возбуждения разряда подачу плавящегося электрода 6 прекращают. Дуговым разрядом с полого катода 3 нагревают изделие до необходимой температуры (при выполнении наплавочных работ) или проплавления на заданную глубину (при выполнении сварочных работ), а затем включают подачу плавящегося электрода б с заданной скоростью.

Из осциллограммы токов (фиг. 2, где In.к - ток полого катода, (пл.э. - ток плавящегося электрода) видно, что при токе дугового разряда с полого катода 3 п.к. 250 А включена подача плавящегося электрода 6, при коротком замыкании которого на анод - изделие 4 по нему проходит ток, равный Пл.э 300 А В момент короткого замыкания плавящегося электрода б на анод 4 на полом катоде остается дуговой разряд 1п.к- 80 А, который

не позволяет полому катоду 3 охлаждаться ниже температуры термоэлектронной эмиссии.

Экспериментально установлено, что при скорости экспонирования процесса 500 мм/с частота коротких замыканий плавящегося электрода 6 на анод 4 равна 11 раз в секунду. Проведенные исследования сведены в таблицу.

0

Использование изобретения позволяет расширить производительность наплавки от 1,5 до 19,8 кГ/ч, дает возможность перераспределить тепловую мощность источни- 5 ка питания между нагревом детали (основного металла) и плавлением плавящегося электрода (присадочного металла), облегчает управление процессом и удешевляет его применение. 0 Формула из обретения

Способ дуговой сварки и наплавки ме - таллов в вакууме, при котором сварку ведут полым неплавящимся электродом с подачей через его полость плавящегося электрода, 5 отличающийся тем, что, с целью облегчения возбуждения дуги с неплавящегося электрода и повышения производительности, процесс ведут от одного источника питания, дугу возбуждают за- 30 мыканием плавящегося электрода с деталью до возбуждения дуги между деталью и неплавящимся электродом, после чего прекращают его подачу, а сварку ведут при токе дуги неплааящегося электрода 1Пж.,ве- 55 личину которого выбирают из соотношения

п.к. mda, гДе э -ДиаметР плавящегося ; электрода тЈ 100:250.

70

Изобретение относится к дуговой сварке и наплавке в вакууме металлов и сплавов с применением неплавящегося и плавящегося электродов и может быть использовано в машиностроении. Цель изобретения - облегчение возбуждения дуги и повышение производительности наплавки. В вакуумной камере 1 возбуждают дуговой разряд между полым катодом (К) 3 и анодом (А) 4. Через токоподводящий мундштук 5 и К 3 подают плавящийся электрод (Э) 6. При достижении Э 6 анода 4, после коротного замыкания в точке 7 образуется электрическая цепь, по которой проходит ток от сварочного источника постоянного тока 8, шунтируя ток, идущий по дуговому разряду с полым катодом. Величина тока дуги между К и А выбирается из соотношения п.к. тдэ, где da - диаметр плавящегося электрода тЈ 100:250. 2 ил., 1 табл.