Способ дуговой сварки неплавящимся электродом Советский патент 1980 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к области сварочной техники и может быть использовано при автоматической дуговой или плазменной сварке. Известен способ сварки иеплавящимся электродом с подачей присадочных проволок в хвостовую часть ванны параллельно друга и под утлом к неплавящемуся.электроду 1 расстояние между их концами меньше ширины шва. Однако, силы сопротивления скоростного напора жидкого металла присадочных проволок в составе ванны не используются для смещения боковых участков моментного положения передней части ванны на поверхность плавления, хотя величина этих сил может быть значительна, так как пропорщ1ональна квадрату скорости подачи присадочного электрода. При сварке же на повыщенкых скоростях с полным проплавлением определяющим качественное формирование шва является смещение боковых участков моментного положения передней части ванны в направлении, обратном направлению сварки, следствием чего является дефект в виде подреза. изобретения - повышение качества сварки смещения положения сварочной ванны в направлении сварки скоростным напором жидкого металла присадочных проволок. Цель досшгается тем, что присадочные проволоки подают в боковые участки передней части ванны со скоростью большей, чем скорость сварки, располагая их одну от другой на расстоянии, равном шир1ше шва. На фиг.1 представлена схема осуществления способа; на фиг. 2 - схема моментного положения ванны и присадочного электрода в составе ванны. Электрод 1 и присадочные проволоки 2 перемещаются вдоль свариваемого стыка. Для пита1гия дуги может.быть использован источник питания постоянного, переменного или импульоного тока. Когда используются присадочные проволоки без предварительного нагрева, источник питания подключается к электроду 1 и изделию 3. В случае предварительного подогрева может быть использован скользящий токоподвод. Для этого основной ИСТОЩ1ИК питания подключают к электроду I и присадошым проволокам 2,

а вспомогательный - к электроду 1 и изделию 3. Скорость подачи присадошого электрода Vnii . скорость сварки - VCB, скорость подачи основного плавящегося электрода - УПЭВ случае предварительного нагрева в начале зажигается дежурная дута между электродом 1 и изделием 3. Затем с подачей присадочных проволок 2 включается рабочий ток дуги, прокодящий также по вылету присадочных проволок.

В случае без предварительного нагрева одно временно с зажиганием рабочей дуги подаются присадочные проволоки 2. Подача электродных проволок производится в боковые участки передней части ванны в направлении сварки так, что расплавленный конец проволоки в каждый данный момент времени связывает жидкий метапл ванны с жидким металлом поверхности плавления.

Присадочные проволоки 2 подаются в боксвые участки передней части ванны так, чтобы расплавленные концы крайних электродных проволок одновременно находились в составе ванны и жидкого металла на поверхности плавления. Поскольку расплавленным ,ом электродной проволоки 2 создается моментная перемычка жидкого металла между ванной к металлом поверхности плавления, то шов формируется без прорезов, если уровень перемычки не ниже поверхности свариваемого металла. В этом случае улучшается формирование шва с повышением скорости сварки путем подачи присадочного электрода в ванну в направлеьгаи сварки увеличением сил сопротивления скоростного напора жидкого металла присадочного электрода в составе боковых участков передней части ванны.

Если же присадочные проволоки 2 подавать в хвостовую часть ванны так, чтобы расплавленные концы электродных проволок 2 не связывали в каждый данный момент, времени боковые участки передней части ванны с жвд1Д(м металлом поверхности плавления на минимаган уровне поверхности свариваемого металла, что характерно для прототипа, то с подачей присадочной проволоки 2 в ванну растут ее моментные объем и масса, что увеличивает силу сопротивления в направлении смещения m.q.sin |3 (где m - масса ванны; q - ускорение свободного падения; /3 - угол наклона вертикал ной изотермы плавления хвостовой части). Это способствует смещению моментного положения ванны в направлении сварки, что повышает верхний предел скорости сварки с качественны формированием шва- Это известный прш1цип улучшения формирования шва с повышением скорости сварки путем подачи присадочного электрода в ванну в направлении сварки увепнчением сил сопротивления потенциального

напора ванны. Однако по мере иовьииения скорости сварки эффект действия силы сопротивления m.q.sin (3 падает, так как изотермы плавления для квазиустшшвивп1егося процесса вытягиваются вдоль направления сварки, что значительно уменьшает значение угла /3. И по мере повышения скорости сварки передняя часть ванны силой в основном давлении дуги будет смещаться вдоль поверхности плавления в направлении, обратном направлению сварки. При определенной скорости сварки боковые участки передней части ванны смешаютс я на поверхность кристаллизации, следствием чего является подрез. Степень смещения зависи как от силы давления дуги, так и от силы сопротивления ванны в направлении смещения.

Сила сопротивления скоростного напора жидкого металла присадочных электродов в составе ванны пропорциональна (Vjjn.cos а), (где а - угол между направлением подачи присад,очного электрода и направлением сварки). Увеличивая Vjjn и уменьшая а, тo.лo значително увеличить верхний предел скорости сварки с качественным формированием шва.

Чтобы размеры шва оставались в допустимых пределах, с повышением , следует уменьшить сечение присадочной прсволоки. Пример осушествления способа.

Эксперименты провод№1ись при сварке нержавеющей стали толщиной 2,0 мм с полным проплавлением вольфрамовым электродом Ф5 мм в аргоне. Две присадочные проволоки Св-04Х19Н9 0,8 мм подавались в боковые участки передней части ванны. При скорости сварки VCB 42 мм/с и скорости подачи электродных проволок Vjjn ЮО мм/с, угле наклона подачи к основному электроду 70° расшгавленные концы присадочных ироволок в составе ванны поддерживали моментное положение боковых участков передней части ваннь на поверхности плавления. Ширина шва 6 мм, расстояние между центрами присадочных проволок в месте входа их за ванну 5Д мм. Шов формировался без подрезов, с хорошим товарным видом, уменьшалась погонная энерги на 20% при тех же параметрах проплавления по сравнению с обычно принятой в практике скоростьюсварки 83 мм/с. Отсутствуют пористость шва, трещины. Повышается экономичность процесса. Улучшается формирование шва при неудовлетворительной технологической подготовке кромок.

При осуществлении способа появляется возможность повысить производительность процесса, улуч1лить качественные показатели шва. Огвод тепла ванны по бокам в присадочные проволоки способствует сужению зоны термического влийния.

Формула изобретения

Способ дуговой сварки неплавящимся электродом с подачей двух присадочных проволок, подаваемых параллельно одна другой и под углом к неплавящемуся электроду, о т личающийся тем, что, с целью првы-. шения качества сварки путем смещения положения сварочной ванны в направлении сварки скоростным напором жидкого-мёталла присадочньвс

проволок, присадочные проволоки подают в боковые участки передней части ванны со скоростью, большей, чем скорость сварки, располагая их одну от другой на расстоянии, равном щирине шва.

Источники информация, принятые во внимание при экспертизе

1. S.F. Saenger дая Tungsten-Arc Hdtwire . weteflng а vercatite new Production too, Wetoing Yournal, 1970, 49, № 5, c. 363-371. .

фиг-Г

Vnt, CosJ.

Зона t лaSлpнuя дсна Jff iicmoj j7uiai(ui/

Фиг. г