Способ автоматической сварки стыковых соединений неплавящимся электродом Советский патент 1978 года по МПК B23K9/16 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

без разделки кромок, может иметь место лишь в том елучае, когда жидкий металл глубокой сварочной ванны оттесняется в ее хвостовую часть, образуя заглубленный кратер.

При сварке сталей толщиной свыше 4,0 мм. когда вес жидкой ванны достаточно велик, условия, исключающие стекание жидкого мета,1ла в заглубленный кратер при удовлетворите,1Ы1ом формировании шва, могут быть воспроизведены лищь комплексным использованием ириемов, создающих минимальный объем сварочиой ванны при глубоком проплав.чении и бо.ияние давления столба сварочной дуги, достаточные для оттеснения жидкого металла и его удержания в оттесненном ноложении.

Используя повышенные скорости сварки в диапазоне 12-30 м/час вместо 8-12 м/час и иитание сварочной дуги пульсирующим постоянным током в диапазоне частот 30--100 гп удается создать условия, позволяющие вести процесс сварки с заглублением кратера сварочпой ванны на 8-9 мм без захлестывания его жидким металлом.

При ведении процесса сварки с заглубленным кратером неплавящийся вольфрамовый электрод не заглубляется в кратер, а отстоит от поверхности свариваемых кромок на 1,5-2 мм. Заглубление электрода в кратер приводит к срыву процесса.

Скорость сварки, частота пульсации, величина п)льсации и длительность рабочего импульса тока дугового промежутка должны выбираться экспериментально при подборе режи.ма сварки.

При скоростях сварки меньше 12 м/час сварочная ванна имеет достаточно большой объем перегретого жидкого металла, что затрудняет удержание оттесненного металла от захлестывания кратера даже при больших давлениях столба сварочной дуги. При скоростях сварки свыше 30 м/час объем жидкого металла в сварочной ванне мал, что при больших скоростях охлаЖлТения за счет теплоотвода приводит к срыву процесса формирования шва. Частота пульсации тока дугового промежутка определяет не только объем сварочной жидкой ванны и ее те.мпературу, но величину и характер газодииа.мического давления дуги.

При выбранных скоростях сварки 12-30 м/час для стабильного ведения процесса сварки с заглубленным кратером частота пульсации тока дугового промежутка должна быть в пределах 30--100 ГЦ.

Сварка стыковых соединений по предлагаемо.му способу производится в три прохода. Сварка ведется в защитной среде аргона, расход аргона обычный. Подготовка под сварку - зачистка свариваемых кромок до .металлического блеска, зачистки шва между проходами не требуется. Первый проход выполняется пульсирующим током, остальные - постоянным током.

Разработку способа сварки производят применительно к выполнению продольных щвов обечаек емкостей разового действия, изготовляемых из высокопрочных сталей марок 28ХЗСНМВФА, 43ХЗСНМВФА толщиной 5 мм

и проходящих после сварки последуюи1.ую обработку методом поперечно-винтовой раскатки.

Режим сварки: перв1)|й ПРОХОД в потолочно.м положении пульсирующим током частотой 50 Гц скорость сварки - 17 18 м/час; среднее значение сварочного тока(ио амперметру) - 305 - 315 А; среднее значение тока, поддерживающего дугу (по а.мперметру) - 7-10 А; напряжение на дуге - 14-15 В.

0 Второй и третий проходы выполняются без присадочного металла постоянным током: в нижнем положении - для «разглаживания проплава, в потолочном положении - для ликвидации подрезов с лицевой стороны шва первого прохода.

Режим сварки: скорость сварки 9-10 м/час; сила тока 200-220 А; напряжение на д те11 - 13 В.

Питание сварочной дуги при всех проходах Q производится от одного и того же серийно выпускаемого заводом «Электрик трехфазного сварочного выпрямителя ВКСМ-1000 с коммутацией его вторичной (сварочной) цепи по схеме, специально разработанной для этого процесса.

Предлагаемый способ сварки отработан в лабораторных условиях при сварке пластин размером ЮОХ 1000 толщиной 4,5-6 мм в количестве двадцати штук и продольных швов обечаек модельных емкостей диаметром 280 мм, длиной 500 мм с толщиной стенки 5 мм в количестве десяти штук из стали марок 28ХЗСНМВФА и 43ХЗСНМВФА.

Результаты визуального ос.мотра пластин

5 и продольных швов обечаек после выполнения

первого прохода свидетельствуют о наличии

сквозного провара свариваемых кромок по всей

длине стыка.

Рентгенографический контроль показывает отсутствие дефектов. Результаты гидравлических испытаний емкостей и механических испытаний образцов показали, что сварные соединения, выполненные по предлагаемому способу, равнопрочны основному металлу и отвечают требованиям ТУ.

Применение предлагаемого способа сварки в производстве дает возможность полностью избавиться от дефектов типа непровар и от недостатков, присущих способу сварки рафинированных сталей по слою активирующих флюсов.

Формула изобретения

Способ авто.матической сварки стыковых соединений неплавящимся электродом, включаюи;ий многопроходную сварку .без, разделки кромок дугой, горящей в среде инертного газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения проплавляющей способности дуги и стаби5лизании проплавления по всей длине стыка riyтем увеличения газодинамического давления столба дуги и концентрации мощности дуги на аноде первый проход выполняют пульсирующим постоянным током частотой 30-100 Гц при скорости сварки 12-30 м/час, обеспечивая получение кратера глубиной равной 0,8-1,0 толщины свариваемых кромок. 6 Источники информации, принятые во винмание при экспертизе: 1. Патон Б. Е. и др. Свариваемость конструкционных сталей, подвергающихся рафинн рованному переплаву. «Автоматическая сварка, 1974, № 16, с. 34-36. 2. Авторское свидетельство СССР № 358905, кл. В 23 К 9/16, 1971.