Способ дуговой сварки Советский патент 1992 года по МПК B23K9/173 

Ј

Использование: сварка в узкий зазор плавящимся электродом в среде защитных газов в нижнем положении по линии пересечения двух цилиндров. Сущность изобретения: при дуговой сварке в узкий зазор плавящимся электродом в среде защитных газов, когда сварку ведут углом вперед с поперечными колебаниями электрода по линии пересечения двух цилиндров, сварку на подъем осуществляют периодически чередующимися перемещениями и остановками сварочной дуги вдоль шва. При сварке на спуск скорость перемещения дуги определяют по соответствующей зависимости, учитывающей максимально допустимую высоту отдельного слоя при сварке на спуск в зависимости от угла наклона траектории сварки к горизонтальной плоскости. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам электродуговой сварки плавлением и может быть использовано при сварке как в среде .защитных газов, так и под слоем флюса. Преимущественная область его использования - сварка в узкий зазор плавящимся электродом в среде защитных газов в нижнем положении по линии пересечения двух цилиндров.

Целью изобретения является повыше- ние качества при сварке в нижнем положении по линии пересечения двух цилиндров путем обеспечения одинаковой высоты отдельных слоев многослойного шва при сварке на спуск и на подъем.

Основные трудности при выполнении швов по линии пересечения двух цилиндров связаны с обеспечением качественного их формирования, особенно в случае наклона траектории сварки к горизонтальной плоскости под углом р более 3-5°.

В тех случаях, когда угол составляет более 3° и изменяется в пределах преимущественно от 3 до 24°, способ осуществляется следующим образом.

Для обеспечения качественного формирования шва на подъем сварку осуществляют периодически чередующимися перемещениями и остановками сварочной дуги вдоль шва. При этом время перемещения дуги на подъем (время цикла м) должно удовлетворять условию

XJ

4 СО vj СП О

л

LCB.B. VCB.

где LCB.B - длина сварочной ванны, мм;

VCB. - скорость свар ки на подъем, мм/с.

При несоблюдении этого условия в случае сварки на подъем под действием силы тяжести происходят отрыв расплавленного металла сварочной ванны от кромок и последующее его остывание с образованием дефектов формирования шва.

При сварке в узкий зазор на спуск качественное формирование шва обеспечивается при непрерывном перемещении дуги, но ограничивается максимально допустимой высотой отдельного слоя на этом участке, которая определяется скоростью сварки в зависимости от угла (р.

Таким образом, при сварке в нижнем положении по линии пересечения двух цилиндров сварку на подьем осуществляют периодически чередующимися перемещениями и остановками сварочной дуги вдоль шва, а при сварке на спуск скорость перемещения дуги определяют по следующей зависимости:

Vcn

Sn Vn.cn. cos ff

b Ьсл

где Sn - площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм ;

р- острый угол наклона линии пересечения двух цилиндров на участке сварки по отношению к горизонтальной плоскости, град.;

b - ширина зазора, мм;

hoi - максимально допустимая высота отдельного слоя при сварке на спуск в зависимости от угла р, мм;

Vn.cn. - скорость подачи проволоки при сварке на спуск, м/ч, при времени цикла при сварке на подьем

ш

LCB.B, VCB

где LCB.B - длина сварочной ванны, мм;

VCB - скорость сварки на подъем, мм/с.

С целью улучшения условий формирования шва при сварке на подъем и сохранения одинаковой высоты швов при сварке как на спуск, так и подъем, во время остановки осуществляют горение дуги, а время остановки определяют по формуле

(пс: -в--где tn - время остановки или паузы между двумя циклами перемещения дуги относительно изделия, с;

VCB - скорость импульсного перемещения дуги при сварке на подъем, м/ч;

Vcn - скорость перемещения дуги при сварке на спуск, м/ч;

Vn.cn. - скорость подачи проволоки при сварке на спуск, м/ч;

Vn.n. - скорость подачи проволоки при сварке на подъем, м/ч;

tn - время одного цикла (импульса) перемещения дуги при сварке на подьем, с; LCB.B. .

tn

VCB.

К - коэффициент инерционности устройства для перемещения дуги.

Коэффициент инерционности пере- мещения дуги К зависит от инерционности устройства для перемещения этой дуги и по сути представляет отношение фактической скорости формирования шва при сварке на подъем Уф к расчет- ной, т.е.

-$-

™VP T T™Коэффициент инерционности величина безразмерная и определяется эксперименталь- но в зависимости от конкретного устройства для перемещения дуги.

Для уменьшения перегрева металла при остановках предлагается вариант сварки, когда горение дуги и подачу проволоки при остановках прекращают на время не более 0,95 времени оставноки. Время остановки при этом определяют по формуле

tn (К

Уев Уп.сп, Vcn Vn.n

- 1 ) ш +1,

где t - время перерыва в горении дуги во время пазуы, с.

С целью повышения производительности предлагается также вариант, когда во время остановок скорость подачи проволоки увеличивают, а время остановки определяют по зависимости

5

tn(

Уп Vcn

Vm

Vn.cn.

)

Vn.cn, Vn2

tH ,

где Vn - средняя скорость перемещения ду- ги при сварке на подъем, м/ч;

Vni- скорость подачи проволоки во время перемещения дуги на подъем, м/ч;

Упа-скорость подачи проволоки во время остановок дуги, м/ч,

а скорость перемещения дуги при сварке на подъем должна соответствовать равенству

VcB -yp-O+tn/tnl

К

Основные зависимости получены из условия обеспечения одинаковой высоты шва при сварке как на подъем, так и на спуск за одинаковое время горения дуги на этих участках. Зависимость в формуле изобретения по п.4 получена из условия обеспечения одинаковой высоты слоя за время горения дуги ш + tn при сварке на подъем, а на спуск - за время т.и.

Пример. Сварка двух цилиндров диаметрами 1700 и 800 мм с толщиной стенки до 80 мм из стали 09Г2С по линии их пересечения. Сварка производится в С02 в узкий зазор шириной b 14-16 мм проволокой св-08Г2С диаметром 2 мм при следующих значениях параметров процесса: св.п. 360 А, 1св.сп. 350 А, Цц.п. 38 В, Ufl.cn. 37B,,3M/4,Vn.n. 231 м/ч, Vn.cn. 215 м/ч Ш 1 с. tn 1,5 с, Vcn 10,8 м/ч.

.Для обеспечения одинаковой высоты шва при сварке на всех участках целесообразно в случае необходимости при сварке на спуск производить корректировку параметров процесса по Vcn и Vn.cn., принимая вариант их изменения, но с учетом предложенных выше зависимостей. В том случае, если все-таки накапливается разница в высоте многослойного шва при сварке на спуск и подъем, предлагается выполнять, например, 3-5 слоев при перемещении дуги по кругу в одном направлении, а затем равное количество слоев в противоположном направлении. При этом участки сварки на спуск и подъем периодически будут меняться местами, что и обеспечит дополнительное выравнивание общей высоты многослойного шва.

Формула изобретения 1. Способ дуговой сварки в узкий зазор плавящимся электродом в среде защитных газов, при котором сварку ведут углом вперед с поперечными колебаниями электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества при сварке в нижнем положении по линии пересечения двух цилиндров путем обеспечения одинаковой высоты отдельных слоев многослойного шва при сварке на спуск и на подъем, сварку на подъем осуществляют периодически чередующимися перемещениями и остановками сварочной дуги вдоль шва, а при сварке на спуск скорость перемещения дуги определяют по следующей зависимости:

Vcn

STI Vn.cn, cos (/) b Ьсл

где Sn - площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм ,

у - острый угол наклона линии пересечения двух цилиндров на участке сварки по отношению к горизонтальной плоскости, град.;

b - ширина зазора, мм;

Ьсл - максимально допустимая высота отдельного слоя при сварке на спуск в зави- симости от угла р, мм;

Vn.cn. - скорость подачи проволоки при сварке на спуск, м/ч, при времени цикла при

LCB.B сварке на подъем ти :Ј -гтг- ,.

где LCB.B. - длина сварочной ванны, мм;

VCB. - скорость сварки на подъем, мм/с.

тем, что с целью улучшения формирования

при сварке на подъем, во время остановки

горит дуга, а время остановки определяют

по формуле

25

,).,„.

где tn - время остановки или паузы между двумя циклами перемещения дуги относительно изделия, с;

VCB - скорость импульсного перемещения дуги при сварке на подъем, м/ч;

Vcn - скорость перемещения дуги при сварке на спуск, м/ч;

Vn.cn. - скорость подачи проволоки при сварке на спуск, м/ч;

Vn.n - скорость подачи проволоки при сварке на подъем, м/ч;

ги - время одного цикла (импульса) перемещения дуги при сварке на подъем, с; К - коэффициент инерционности устройства для перемещения дуги.

50

f v VCB Vn.cn. «ч . . tn(K Vcn-Vn.n -Otn+t.

где t - время перерыва в горении дуги во время паузы, с.

4 Способ по п.1,отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, во время остановок увеличивают скорость подачи проволоки, а время остановки определяют по формуле

/ Vn Vni ч Vn.cn.Vn2 - скорость подачи проволоки во

tn Vcn Vn.cn. . Vn2 tM время остановок дуги, м/ч,

а скорость перемещения дуги при сварке на

где Vn - средняя скорость перемещенияподъем должна соответствовать равенству

дуги при сварке на подъем, м/ч;5

Vni - скорость подачи проволоки воусв - п ( 1 +tn/tn )

время перемещения дуги на подъем, м/ч;К