Способ сварки плавящимся электродом Советский патент 1993 года по МПК B23K9/173 

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к способам и устройствам дуговой сварки в щелевую разделку; и может быть использовано для заварки отверстий, при сварке и ремонте конструкций из алюминиевых сплавив больших толщин.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения, расширение области применения, повышение точности регулирования процесса сварки, уменьшение размеров мундштука, обеспечение надежного контакта электрода с мундштуком, что ведет к увеличению срока службы мундштука и экономии металла.

Изобретение поясняется чертежами (фиг. 1-4).

При предварительном деформировании электродная проволока претерпевает упруго-пластический изгиб, вследствие которого имеет остаточную кривизну р}. В электродной проволоке имеют место остаточные напряжения растяжения и сжатия. При прохождении мундштука проволока вы00

о

vj О hO

ляет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию существенные отличия.

Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг. 4.

Изогнутую электродную проволоку 1 подают через токоподводящий мундштук 2, закрепленный в корпусе 3. После прохождения направляющего канала мундштука проволока занимает прежнее изогнутое положение с радиусом изгиба р . Одновременно с подачей проволоки осуществляют ее вращение вокруг оси мундштука. Между концом изогнутого электрода 1 и свариваемым изделием 4 горит дуга 5. Благодаря вращению конец электрода 1 совершает движение по окружности радиусом R. На расстоянии внутреннего вылета электрода IB проволока не касается мундштука. Длину направляющего канала мундштука IK устанавливают по максимальной величине внутреннего вылета электрода max, которая имеет место при максимальном радиусе изгиба электрода ртах. На конце мундштука выполнена коническая фаска с углом конуса у. Угол конуса уустанавливают равным мак-1 симальному углу наклона у $пах, который имеет место при использовании в расчетах минимального радиуса изгиба электрода pmin, что позволяет осуществлять контакт электродной проволоки внутри мундштука и исключает оплавление как нижнего торца мундштука, так и в точке контакта из-за большой металлоемкости мундштука в этом месте.

Как показывает опыт, достаточна фаска длиной мм. Так, в нашем случае, при сварке сплава АМгб с радиусом изгиба электрода мм использовалась фаска 3 мм. Если говорить о точном прилегании проволоки к мундштуку, то нужно на коническом отверстии выполнить радиусную фаску радиусом р 200 мм, что технически трудно выполнить и практически не требуется, поскольку в случае использования короткой фаски и большего радиуса изгиба проволоки неприлегание проволоки составит лишь 0,02 мм. Такое неприлегание очень быстро устраняется износом мундштука.

Острые кромки конической фаски должны быть скруглены радиусом мм.

Пример расчета и применения.

По разработанному способу производилась заварка отверстий диаметром 18 мм глубиной 70 мм в пластинах из сплава АМгб толщиной 80 мм. Режим заварки отверстия приведен в табл. 1.

Результаты расчётов по формулам (2)- (4) сведены в табл. 2.

Поскольку радиус изгиба проволоки изменялся OTpmin 200 MM ДО /9тах 250 ММ, ТО

внутренний вылет проволоки также менялся от 24,4 до 27,3 мм. Длину направляющего канала мундштука установили по максимальному внутреннему вылету проволоки

IB max, когда /Этах 250 мм:

к 1втах 27,3 «28мм.

Угол конической фаски у выбрали по максимальному углу наклона проволоки при

/9miiv 200 мм:

у ,5°.

Использование вращения дуги с расчетным радиусом в пределах ,,8 мм позволило получить качественное сплавление

направленного металла со стенками отверстия без трещин и пор в шве.

Разработанный способ и устройство опробованы для исправления локальных дефектов электронно-лучевой сварки толстостенных алюминиевых сплавов.

В настоящее время применяется технология разделки дефектов ЭЛС ручными пневматическими машинками и ручной ар- гонодуговой сварки разделок.

По предлагаемому способу дефект высверливают, а затем заваривают автоматической головкой, что позволяет уменьшить количество наплавленного металла в 5-10 раз и повысить качество сварки.

Формула изобретения Способ сварки плавящимся электродом, заключающийся в пластическом деформировании электрода перед входом в

горелку с прямым мундштуком и придании ему дугообразных перемещений на выходе из мундштука, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, расширения области применения, повышения точности регулирования процесса сварки, плавящийся электрод вращают вокруг оси мундштука с радиусом вращения конца электрода, описываемым уравнением

cos 0+2 (iH+psintf)2,

гдер - радиус изгиба электрода;

б dM-d - зазор электрода в мундштуке; JM - диаметр отверстия мундштука; d - диаметр электрода; IH наружный вылет электрода;

Параметр

Сварочный ток, А

Напряжение дуги, В

Скорость сварки (подъема горелки), мм/с

Скорость вращения, об/с

Расход защитного газа гелия, л/мин

Диаметр проволоки dee. АМгб, мм

Диаметр защитного сопла горелки, мм

Радиус изгиба проволокир, мм

Диаметр отверстия мундштука JM, мм

Наружный вылет проволоки н, мм

Длина канала мундштука U, мм

Длина конической фаски ф, мм

Угол конической фаски у. град

Значение

350-400

32

1,6

1,5

30

2,5

14 200-250

3,0

40

28

3

3.5

Использование: сварка алюминиевых сплавов большой толщины. Сущность изобретения: способ сварки плавящимся электродом заключается в пластическом деформировании электрода перед входом в горелку с прямым мундштуком и во вращении электрода вокруг оси мундштука с радиусом вращения изогнутого конца электрода на выходе из мундштука, описываемым уравненид ем cos 6+ Ј - № -(„ -byoslntf)2. где р - радиус изгиба электрода; д dM-d - зазор между электродом и мундштуком; dm - диаметр направляющего канала мундштука; d - диаметр электрода; н - наружный вылет электрода; в - угол между осью электрода и осью мундштука в конце прямого направляющего канала мундштука; в arctg 1В(1 -JLn2 У-i внутренний вылет электрода; ,225р 1 +-- -1 . Токоподводящий мундштук с прямым направляющим каналом и фаской выходного участка имеет длину канала, равную максимальному- внутреннему вылету электрода,рассчитанному при максимальном радиус е изгиба электрода, и коническую фаску с углом ко- нуса к оси мундштука, равным наибольшему углу наклона электрода, рассчитанному при минимальном радиусе изгиба электрода. 4 ил., 2 табл. fe

ft

Таблица 2

е t

иг.З

Фиг. 2.