Способ дуговой сварки Советский патент 1993 года по МПК B23K9/16 B23K9/18 

Изобретение относится к способам дуговой сварки плавлением и может быть использовано при сварке как в среде завитных газов, так и под слоем флюса. Преимущественная область использования - сварка кольцевых швов, когда изделие перемещается относительно сварочной дуги.

Целью изобретения является улучшение качества соединений, условий формирования швоо и удаления шлаковой корки, а также повышение стойкости их против образования трещин путем управления термодеформационным циклом сварки.

Целью предложения является также повышение производительности процесса.

Для достижения этой цели предлагается способ по п.1, отличающийся тем, что во время периодически повторяющихся остановок при перемещении изделия производят увеличение скорости подачи сварочной проволоки, по сравнению со скоростью подачи во время перемещения, при этом время остановки определяют по формуле:

tn

.

Sn-Vn2

где Vni - скорость подачи проволоки во время перемещения изделия, м/ч;

Vn2 - скорость подачи проволоки во время остановки изделия, м/ч;

00

со ел со со о

Остальные обозначения указаны выше. При сварке в узкий зазор вышеприведенная формула примет вид

/utHV /cB о / ,t (К COSy .)tH

tn Sn Vn2

Применение предлагаемого способа при наклоне плоскости сварного шва к горизонтальной плоскости под углом ф 4... 16° обеспечивает качественное формирование швов и достижение поставленной цели. Важное значение при этом имеют параметры tM и tn.

Экспериментально установлено, что время одного цикла перемещения изделия относительно дуги определяется соотношением. При v( -гг- происходит отрыв зерVCB

кала сварочной ванны от кромок и ее последующая кристаллизация. Порции жидкого металла, которые поступают при остановках изделия уже не позволяют исправить создавшееся положение. Поэтому недостающее количество жидкого металла должно поступить в сварочную ванну раньше, чем произойдет отрыв ее от свариваемых кромок и последующая кристаллизация.

Эксперименты показывают, что определенное восполнение недостающего количества жидкого металла при формировании швов может быть достигнуто также за счет кратковременного увеличения подачи сварочной проволоки. Однако более качественное формирование швов на подъем получается в том случае, если такое восполнение жидкого металла осуществляется за счет периодических остановок при перемещении изделия. Поэтому увеличение скорости подачи сварочной проволоки целесообразно сочетать с периодическими остановками изделия. В этом случае, как показано выше, время паузы tn необходимо определять уже не только в зависимости от 1и, но и скорости подачи сварочной проволоки во время tn.

С учетом всех этих замечаний конкретное время импульса перемещения изделия рекомендуется принимать fa 0,5...4,5 с.

Для практической реализации предлагаемого способа манипулятор перемещения изделия должен быть оснащен специальной приставкой для задания параметров tn И tn.

Конкретный пример осуществления предлагаемого способа. Сварка кольцевого шва диаметром 600 мм в случае приварки венца зубчатого колеса из стали типа 40ХН

толщиной 40 мм к диску из стали 20 толщиной 20 мм. Сварка производится в С02 в узкий зазор шириной b 14... 16 мм проволокой СВ-08Г2С диаметром 2 мм при следующих параметрах.процесса: ICB 425 А; Упл 268 м/ч; 1)д 39 В; VCB r 19 м/ч; fa 1.0 с; tn 0,55 с. Угол наклона плоскости кольцевого шва к горизонтальной плоскости у 10°.

0 Предложенный способ сварки с периодическими перемещениями и остановками изделия относительно дуги, при жестко регламентированных параметрах fa, tn целесообразно применять также при сварке

5. кольцевых швов и нижнем положении с расположением электрода со смещением с зенита и использованием, направления перемещения изделия, при котором формирование шва осуществляется на подъем.

0 Это позволяет повысить стойкость соединений против горячих и холодных трещин, путем изменения коэффициента формы шва и дополнительного регулирования термодеформационного цикла сварки.

5 Коэффициент инерционности К зависит от инерционности устройства перемещения изделия и его массы. По сути он представляет отношение фактической скорости пере- мещения изделия , определяемой

0 экспериментально, к расчетной Vp V

В случае применения для реализа1 +

tn

fa

ции предлагаемого способа, например, ма- ;

нипулятора М11020 при массе изделия до 100 кг, коэффициент К 1,006...1,1. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1, Способ дуговой сварки кольцевых швов на горизонтальной плоскости, при котором изделие перемещается относительно сварочной дуги путем его вращения относительно центральной оси, отличаюиций- с я тем, что, с целью улучшения качества соединений, улучшения условий формирования швов и удаления шлаковой корки, повышения стойкости их против образования трещин путем управления термодеформационным циклом сварки.плоскость кольцевого шва располагают под острым углом к

горизонтальной плоскости, электрод устанавливают в точке пересечения горизонтальной плоскости, проходящей через центр окружности, по которой выполняют кольцевой шов с продольной осью кольцевой разделки, при этом вращение изделия осуществляют в направлении, соответствующем сварке на подъем, а формирование шва производят с использованием периодически чередующихся перемещений и останоеок изделия относительно дуги, при этом время остановки определяют по формуле

tn

(КУУсв

Sn Vn.n. COS р

-1)tH.

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

Т.И -время одного цикла (импульса) пере- мещения изделия относительно дуги, с;

VCB - средняя окружная скорость перемещения изделия относительно дуги ЁО время единичных импульсов, м/с;

5ш - сечение отдельного слоя сварного шва, мм ;

Sn - площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм ,

р- острый угол между горизонтальной плоскостью и плоскостью наклона кольце- вого щва. град;

k - коэффициент инерционности устройства перемещения изделия, причем время одного цикла перемещения изделия должно

U удовлетворять соотношению tn vr-

CDi

где LB - длина сварочной ванны, мм

V cp - средняя окружность изделия, мм/с.

Vn.n. - скорость подачи проволоки м/с. 2. Способ по п.1, отличаю щи И с я тем, что, с целью повышения производительности процесса, во время периодически повторяющихся остановок перемещения изделия производят увеличение скорости подачи сварочной проволоки по сравнению со скоростью подачи во время перемещения, при этом время остановки определяют

по формуле (К

5мЛ/,

СВ

tn

cos tp

-SnVni)tM

. 5пЛ/п2

где Vni - скорость подачи проволоки во время перемещения изделия, м/ч;

Vrt2 скорость подачи проволоки во время остановки изделия, м/ч.

Использование: сварка кольцевых швов в среде защитных газов или под флюсом, когда изделие перемещается относительно сварочной дуги. Сущность изобретения: при дуговой сварке кольцевых швов на горизонтальные плоскости, когда изделие перемещается относительно сварочной дуги, плоскость кольцевого шва располагается под острым углом к горизонтальной плоскости. Электрод устанавливают в точке пересечения горизонтальной плоскости, проходящей через центр окружности, по которой выполняют кольцевой шов, с продольной осью кольцевой разделки. При этом направление вращения изделия выбирают таким образом, чтобы оно соответствовала сварке на подъем, а формирование шва производят с использованием периодически чередующихся перемещений и остановок изделия относительно дуги. Время остановки определяют в зависимости от времени импульса перемещения изделия и угла наклона плоскости кольцевого шва по отношению к горизонтальной плоскости. Во время периодически повторяющихся остановок при перемещении изделия можно произво- дитьувеличение скорости подачи сварочной проволоки по сравнению со скоростью Подачи во время перемещения, при этсм время остановки определяют в зависимости от упомянутых скоростей подачи сварочной проволоки. Сп С