Способ электродуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка Советский патент 1980 года по МПК B23K9/00 

Изобретение относится к сварке на режимах с короткими эа№зканиями дугового промежутка, используемых пр имушественно лри сварке в защитных газах, главным образом в углекислом газе, изделий толщиной до 4...6 мм. В основном авт. ев № 563241 описа способ электродуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка, по которо му k яоменту разрыва перемычки кратк временно снижают протекающий по ней ток, а момент коммутации определяют в .результате непрерывного измерения падения напряжения на перемычке и точка по Достижении э-тими величинами порогового значения. При реализации описанного способа возникают трудности, вызванные те что на ряду с короткими замыканиями длительностью более 1 мс, во время которых осуществляется перенос метал ла с электродами в сварочную ванну, в процессе сварки имеет место большо количество кратковременных коротких замыканий, длительность которых не превышает 1 мс. Такие закыкания не сопровождаются переносом металла, однако как и длительные, вызывают р брызгивания. Из-за высокой скорости изменения падения напряжения на перемычке и ограниченного быстродейст(ВИЯ тиристорных коммутаторов тока, определяемого индуктивностью контура коммутации тока, не удается своевременно снизить ток к концу кратковременных коротких замыканий и тем самым устранить вызванное ими разбрызгивание. Целью изобретения является повышение качества процесса сварки за счет снижения разбрызгивания металла и повьгшения стабильности его переноса. Это достигается тем, что помимо коммутации тока в конце короткого замыкания в момент нач.ала короткого замыкания, который определяют в результате непрерывного измерения падения напряжения на другом промежутке по фронту снижения абсолютного значения измеряемой величины при достижении ею порогового значения в интервале 5-15 в, снижают ток до значения 230 А на промежуток времени в интервале 0,1-1 мс. Момент начала короткого замыкания выявляют с порогового уст- . ройства по напряжению на дуговом промежутке при срабатывании его на фронте снижения абсолютного значения ;этого напряжения. Порог срабатывания устанавливают в диапазоне 5-158, позволяющем наиболее надежно выявить моменты начала короткого замыкания. Нижняя граница диапазона ограничивается падением напряжения на вылете электрода, которое может достигать 5 В , верхняя граница - нижним пределом величины пульсаций напряжения во время горения дуги, на которые пороговое устройство не должно срабатывать. Ток в процессе коммутации снижают до 2 - ЗОА. Остаточный ток 2 - 5Л необходим для возбуждения дуги и предотвращения разрывов, сварочной цепи при отдельных случайных кратковременных коротких замыканиях, которые, нес мотря на коммутацию тока, не удалось перевести в длительные короткие замык НИН. При тока более ЗОА снижается эффективность коммутации, т.е. значительно возрастает количество кратковременных, коротких замыканий. Длительность интервала времени, на который снижают ток, составляет 0,1-1 мс. При меньших значениях не всегда успевает сформироваться крупная перемычка между электродом и сва рочной ванной, взрыв которой наиболее просто предотвратить последующей коммутацией тока. Верхняя граница диапа зона :определяется условием устойчивости процесса сварки, особенно при малых значениях среднего напряжения на дуговом промежутке. При возможноети регулировать длительность рассмат риваемого интервала целесообразно с ростом среднего напряжения на дуге стремиться к верхней границе указанного диапазона. . На чер.теже приведены осциллограммы падения напряжения U и сварочного тока 3 во время короткого замыкания при ведении .процесса по предлагаемому спо собу. Перенос металла с коммутацией тока в начале каждого короткого замыкания характеризуется отсутствием кратковре менных коротких замыканий и повышением стабильности продолжительностей длительных коротких замыканий, Это позволяет гораздо эффективнее снизить разбрызгивание в результате коммутации тока в конце короткого за1 1кання Способ реализуется с помощью тиристорных коммутаторов тока. Пример. Было определено разбрызгивание металла при сварке в углекислом газе проволокой Св - 08Г2С дигилетром 1,6 мм на режиме сб 28030Q.A, и 23...25. Разбрызгивание определялось по общепринятой методике при трехкратном дублирова- НИИ эксперимента (см. таблицу). Влияние коммутации тока на разбрызгивание металла Разбрызгивание, Вариант коммутации % Обычный процесс без коммутации Коммутация тока только в начале коротко-, го замыкания Коммутация тока только в конце замыканияКоммутация тока в начале и . конце короткого замыкания Как видно из таблицы, одна лишь коммутация тока в начале короткого заг икания не приводит к заметному снижению разбрызгивания. Это связано с тем, что в результате одной лишь такой коммутации наблюдается возрастание частоты длительных коротких замыканий, а следовательно, и количество взрывающихся при этом перемычек, что компенсирует снижение разбрызгивания, ожидаемое в результате устранения кратковременных коротких замыканий. Однако совместно с коммутацией тока в конце короткого замыкания удается добиться значительного снижения разбрызгивания. При этом разбрызгивание снижается дополнительно в 1,2... 1,5 раза по сравнению с возможностями способа по основному авторскому свидетельству. Йредлагаемый способ особенно эффективен на режимах сварки, сопровождающихся в обычном случае нестабильным переносом металла, большим количеством кратковременных коротких замыканий и разбрызгиванием. Формула изобретения Способ электродуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка по авт. СВ 563241, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества процесса сварки путем уменьшения разбрызгивания металла, в момент начала короткого замыкания, который определяют в результате непрерывного измерения падения напряжения на дуговом промежутке по фронту снижения абсолютного значения измеряемой величины при достижении ею порогового значения в интервале 5-15В, снижают ток до 2-30А на промежуток времени в интервале 0,1-1 мс.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №563241, кл. В 23 К 9/00, 1973 (прототип).