Способ многодуговой сварки Советский патент 1979 года по МПК B23K9/16 

(54) СПОСОБ МНОГОДУГСВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к области плаэ менной обработки и может быть использовано для сварки цветных и черных металлов, прежде всего при изготовлении сварных соединений, требующих применения большого расхода присадочного мате.риала. Известен способ многодуговой сварки, при котором процесс ведут сочетанием . плавящихся и неплавшиихся электродов, причем на находящиеся рядом электроды подают напряжение противоположной поЛ5фНОСТИ i, Однако этот способ не обеспечивает качественного шва, так как не позволяет управлять параметрами шва. Целью изобретения является повыш&ние качества сварного соединения за сче расширения пределов регулирования количества расплавляемого в единицу времени присадочного материала, а также повышение производите.льности процесса. Цель достигается тем, что на все плавящиеся электроды подают напряжение одной и той же полярности. Способ реализуется с помощью любого многодугового плазмотрона с неплавящимися электродами. Например, в случае трехдугового плазмотрона средний неплавящийся электрод заменяется на токоподводящей мундщтук для подачи плавящегося электрода. При этом, если в процессе сварки через плавящийся электрод пропустить тот же ток, что и в случае использования неплавящегося электрода равновесие электромагнитных сил в трехдуговой системе не нарущается. Сварка ведется с образованием единой сварочной ванны. При этом дуга, горящая с плавящегося электрода, погружена в жидкий металл сварочной ванны, поэтому разбрызгивание присадочного материала почти полностью отсутствует. Защита сварочной ванны, офазованной всемк дугами, общая. Каждая плазменная дуга имеет индивидуальный канал подачи плазмообразующего газа. Все дуги питаются от отдельных источников постоянного тока. В случае трехдуговой сварки ток на сре н€;й дуге должен быть несколько меньше, чем на крайних дугах, что связано особе костью электромагнитного взаимодействи трех дуг. Предлагаемый способ сварки рекоме№дуется осуществлять следующим образом Сначала зажигаются дуги, горящие с ппе вящихся электродов на токе порядка 200 А. Затем на том же токе, не вызььвающем существенного взаимодействия соседних дуг, зажигаются плазменные ду ги, горящие с неплавящихся электродов. После этого одновременно на тех и других дугах поднимают ток до рабочего значения. В случае применения устройства, ограничивающего величину тока короткого замыкания в момент замыкания плавящегося электрода на изделие, воэможен вариант первоначального возбуждения плазменных дуг с последующим зажиганием дуг, горящих с нлав51щихся электродов. В этом случае в момент го рения дуг одной полярности расстояние между дугами в два раза больше и поэт му начальная величина тока на этих дугах в этот момент времени может быть увеличена или доходить до рабочего значения. Выбор того или иногчз варианта начала процесса зависит-от требований, предъявляемых к началу и концу шва. Плавящийся электрод, расплавляясь, выполняет роль присадочного материала, необходимого для легирования или созда ния усиления сварного соединения. В этом случае плавление присадочного материала идет значительно эффективнее по сравнению с нетоковедущей присадкой, так как происходит за счет тепла дуги, гор5Ш1ей непосредственно с присадочной проволоки. При необходимости введения особо большого количества присадочного материала (при сварке в глубокую или щепевую разделку) можно подавать-дополнительно нетоковедущую присадку под ведущую дугу. Опытами установлено, что между пла вящимися электродами и изделием при сварке сталей, меди, никеля и титана следует возбуждать дугу обратной поляр ности, а при сварке алюминия и его сплавов - прямой полярности. Способ предлагается использовать во всех случаях, когда по условиям получения сварного соединения требуется вв дение большого количества присадочного материала. Кроме того, замена неплавящегося электрода на плавящийся электрод поэволяет несколько уменьшить габариты плазмотрона и расстояние между дугами. Сварка при меньших расстояниях между дугами (приблизительно на 5-7 мм) возможна еще и потому, что сварка плав$ щимся электродом ведется короткой, погруженной в расплавленный металл дугой. Поэтому эффект шунтировки разнополярных дуг проявляется в этом способе при меньщих расстояниях. Процесс обладает хорошей стабильноотью, так как твердое тело плавящегося электрода и столб электропроводной плаэмы сжатой дуги в меньщей степени взаимодействуют между собой по сравнению с двумя плазменными дугами. В качестве плазмообразующей и защитной среды возможно применение инертных или молекулярных газов, а также газовых смесей на их основе. Возможность применения разного числа дуг прямой и обратной полярности (н&пример при трехдуговой сварке) делает этот способ универсальным и позволяет сваривать такие металлы как сталь, медь, алюминий. Пример 1. Сварка низколегированной стали осуществляется тремя одновременно Горящими друг за другом сварочными дугами. Ведущая и хвостовая плазменные дуги имеют прямую поля{ ность. Средняя дуга горит с плавящегося электрода. Материал электрода проволоки - СВ-08Г2С диаметром 2 мм. Скорость подачи присадочной проволоки 975 м/час. Защита сварочной ванны - общая, в атмосфере СО. Расход плазмообразующего газа - 2ОО-25О л/час, защитного - 18ОО л/час. Ток ведущей дуги 730 Л, хвостовой 670 А и на плавящимся электроде 490 А. При толщине металла 10 мм со скосом кромок скорость сварки на медной подкладке 140 м/час. Пример 2. Сварка алюминия марки АДО толщиной 25 мм без разделки кромок с обратным формированием на стальной подкладке с канавкой. Процесс сварки ведут тремя одновременно горящими дугами. Ведущая и хвсжтовая плаэменные Дуги имеют обратную полярность. Средняя дуга, горящая между плавяшик ся электродом и свариваемым матеркалом, имеет прямую полярность. Диаметр присадочной проволоки марки саА5-3 мм. CKjapocTb подачи 450 м/час. Плазмообразующий газ и защитная среда аргон. Расход плазмообразующего газа 300360 л/час, защитного - 1600 л/час. Ток ведущей дуги 980 А, хвостовой 900 А и на плавящимся электроде 690 А Скорость сварки 30 м/час. Пример 3. Сварка меди Ml тол цданой ЗО мм без разделки кромок с обратным формированием на флюсовой подушке. Процесс ведут тремя одновременно горящими дугами. Ведущая и хвостова плазменные дуги горят на прямой поля ности. Средняя дуга, между плавящимся электродом и изделием, имеет обратную полярность. Марки присадочного материала БРХО8, диаметр 5 мм. Скорость подачи присадочной проволоки 110 м/час. Плазмообразукииий газ смесь, состоящая из 75% гелия и 25% аргона. Защитный газ - аргон. Расход плазмообразукяцей смеси 35О-4ОО л/час, защитного газа 11ОО л/час. Ток веду щей дуги 1ГОО А, хвостовс 10ОО А н 6 0О 730 А на дуге между плавящимся электродом н изделием. Скорость сварки 15 м/час. орм. ула изобретеки Способ многодуговой сварки, при ко;тором процесс ведут сочетанием плавящихся и неплав5Ш1ихся электродов, при|Чем на находящиеся рядом электроды подают напряжение (фотивоположной полярности, отличающийся тем, что, с целью повьццення качества сварного соединения за счет расширения пределов регул1фовання количества,расплавляемого в единицу времени присадочного материала, а также псжышения производительности процесса дуги, на все плавящиеся электроды подают напряжение одной и той же полярности. Источники инфсрмации, гфинятые во внимание при экспертизе 1. Авторское св1идетельство СССР N} 238044, кл. В 23 К 9/16, 1964.