Способ дуговой сварки в защитных газах Советский патент 1992 года по МПК B23K9/167 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочного металла в защитных газах деталей малых толщин (до 5 мм) из алюминиевых сплавов, сталей и других материалов.

Известен способ сварки, при котором для обеспечения равномерного формирования и предотвращения прожогов при сварке малых толщин используют пульсирующий сварочный ток (Справочник по сварке, под ред. А.И.Акулова, т.1, Москва, Машиностроение, 1978 г., с.145-150).

Однако известный способ не обеспечивает устранение трещин, шлаковых и окис- ных включений и пористость в сварных швах.

Наиболее близким по технической сущности и достигэемому эффекту к заявляемому является способ сварки дугой, управляемой продольным магнитным полем, генерируемым переменным током, при котором для улучшения качества сварных швов, в том числе устранения трещин, шлаковых и окисных включений, пористости на сварочную дугу и металл сварочной ванны воздействуют знакопеременным продольным электромагнитным полем (В.П.Черныш и др., Сварка с электромагнитным перемешиванием. Киев, Техника, 1983 г., с. 11- 20).

Недостатком известного способа является невозможность выполнения сварки малых толщин без прожогов, трещин, пористости и окисных и шлаковых включений.

Целью изобретения является повышение качества сварных соединений деталей малых толщин путем устранения прожогов, трещин, пористости, окисных и шлаковых включений.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дуговой сварки в защитных газах неплавящимся электродом с подачей присадочного металла, при котором сварку деталей малых толщин (до 5 мм) выполняют пульсирующей дугой, на сварочную дугу воздействуют импульсно магнитным полем.

XI Х|

О СП

ON

генерируемым переменным током, при этом период изменения напряженности магнитного поля составляет не менее 0,7 от периода изменения сварочного тока, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 до 8.

В результате анализа известных способов дуговой сварки, при проведении патентных исследований, технических решений с совокупностью признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемого способа, не обнаружено.

Предложенный способ обеспечивает положительный эффект, так как устраняет образование прохшгов, трещин, окисных и шлаковых включений, пористости и повышает качество сварных соединений.

На чертежах показана диаграмма изменений: на фиг,1 - постоянного сварочного тока, на фиг.2 - переменного сварочного тока, на фиг.З - напряженности магнитного поля во времени.

Способ состоит в воздействии на пульсирующую дугу переменного и постоянного токов и металл сварочной ванны и присадочной проволоки продольным магнитным полем напряженностью Н. Магнитное поле создают переменным током и подают им- пульсно с периодом Тм. Период изменения сварочного тока Тсв. При этом Тм 0,7 ТСв, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 до 8,

Точка А на осциллограмме тока соответствует началу импульса постоянного тока имп, точка В - окончанию импульса тока, началу горения дежурной дуги дд, точка С - началу окончания одного цикла изменения сварочного тока. Точки Ai, Bi и Ci -соответственно для переменного тока. Точка D соответствует началу импульса магнитного поля, точка Е соответствует окончанию импульса магнитного поля и началу паузы, точка F соответствует окончанию цикла изменения магнитного поля.

При ,7 Тсв наблюдается неравномерное плавление присадочного металла и отмечаются случаи появления трещин и окисных включений в сварных швах из-за малого времени воздействия магнитного поля в периоды импульсов тока, когда происходит воздействие магнитного поля на сварочную ванну, и в периоды дежурной дуги, когда магнитное поле облегчает процесс равномерного плавления присадочного металла

При Тм S 0,7 Тгв в сварных швах дефекты отсутствуют, так как в моменты импульсов сварочного тока л в моменты горения дежурной дуги гарантированно обеспечивается воздействием магнитным полем на сварочную ванну и расплавляющийся присадочный металл.

Скважность импульсов магнитного поля

определяли из соотношения о -. ЭкспеЬП

риментально установлено, что при длительности импульсов Ти в пределах 0,6-0,8 с, а паузы fn 0,1-0,2 с обеспечивается эффек0 тивное измельчение первичной структуры металла шва и окисных включений.

При длительности импульсов 0,б ,8 с, а паузы О, К тп 0,2 с не обеспечивается измельчение первичной структуры

5 металла шва, что приводит к образованию трещин, особенно на участках окончания сварного шва. Кроме того не обеспечивается полное разрушение окисных плен.. В сварных швах наблюдаются окисные вклю0 чения протяженностью свыше 3,0 мм при сварке деталей толщиной 2,0 мм.

Пример. Осуществляли автоматическую аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом круговых стыков диаметром 80

5 мм, для чего в плоские заготовки размером 400x400x2 мм с центральным отверстием диаметром 80+0,2 мм из алюминиевого сплава АМгб вваривались круговые плоские заготовки диаметром 80-0,1 мм толщиной

0 2,0 мм. Сварочный ток изменялся от 90 А в импульсе до.40 А (дежурная дуга). Скорость сварки (VCB) составляла 10 м/ч. Длительность импульса и паузы составляли 0,5 с. Для осуществления способа использо5 вали устройство, состоящее из сопла-соленоида и тиристорного синхронного прерывателя переменного тока. Магнитное поле подавали с частотой 1,54-1,0 Гц и скважностью ff 3-8.

0 Для получения сравнительных данных также проводили сварку по способу-прототипу.

Оценку способов сварки производили на основании замера суммарной протяжен5 ности окисных плен и наличия трещин. Наличие окисных плен и трещин определяли по результатам рентгеновского просвечивания, а наличие наружных трещин и прожогов - визуально с помощью лупы с

0 десятикратным увеличением.

Влияние параметров магнитного поля на качество сварных швов отражено в таблице.

Как видно из таблицы в швах, выполнен5 ных по предлагаемому способу, трещины отсутствуют, а суммарная протяженность окисных плен в 5-6 раз меньше, чем при сварке известным способом

Предлагаемый способ сварки обеспечивает эффективное перемешивание рзспла

ва в сварочной ванне, разрушает окисную пленку на поверхности присадочной проволоки, обеспечивает равномерное ее расплавление и приводит к повышению качества сварных швов. Это снижает трудозатраты на исправление дефектов в 1,5-2,0 раза и повышает надежность сварных соединений.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ дуговой сварки в защитных газах, при котором сварку деталей малых толщин выполняют пульсирующей дугой неплавя

щимся электродом с подачей присадочного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем устранения прожогов, трещин, пористости, окисных и шлаковых включений, на сварочную дугу импульсно воздействуют магнитным полем, генерируемым переменным током, при этом период изменения напряженности магнитного поля берут не менее 0,7 от периода изменения сварочного тока, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 до 8.

Использование: для дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей присадочного металла в защитных газах деталей малых толщин (до 5 мм) из алюминиевых сплавов, сталей и других материалов. Сущность способа: сварку деталей малых толщин выполняют пульсирующей дугой неплавящимся электродом на сварочную дугу воздействуют импульсно магнитным полем, генерируемым переменным током. При этом период изменения напряженности магнитного поля составляет не менее 0,7 от периода изменения сварочного тока, а скважность импульсов магнитного поля выбирают в пределах от 3 До 8.1 табл., 3 ил.

о ов пост, ток

1ШЛ.

71Д

Јчр

Фиг. Т

Ltnmn

L.tmn

JL3L

в пером, ток

Н