RU2012461C1

RU2012461C1 - Method of ac arc welding with non-combustible electrode

Info

Publication number: RU2012461C1
Authority: RU
Inventors: О.М. Новиков; В.П. Морочко; В.О. Токарев; В.И. Кулик; В.Г. Брусин; В.А. Бибиков; В.А. Панфилов; А.И. Антонов
Original assignee: Государственное предприятие Научно-производственное объединение "Техномаш"
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: welding. SUBSTANCE: in ac welding with the use of non-combustible electrode and filler metal, the latter is fed by pulses. When feed of filler metal is interrupted, welding zone is subjected to the action of pulse magnetic field. In the course of filler metal feed welding is effected under helium atmosphere and at the moment, when arc zone is subjected to the action of magnetic field it is effected under argon. Relation of helium feed duration to argon feed duration is selected within the range from 0.8 to 1.5. EFFECT: higher quality of welding. 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к дуговой сварке, а именно к способам сварки с присадочным металлом неплавящимся электродом на переменном токе в среде защитных газов и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении герметичных сварных конструкций, преимущественно из алюминиевых сплавов. The invention relates to arc welding, and in particular to methods of welding with a filler metal with a non-consumable electrode on an alternating current in a shielding gas environment and can be used in various engineering industries in the manufacture of sealed welded structures, mainly from aluminum alloys.

Известен способ сварки магнитоуправляемой дугой, при котором используют импульсы электромагнитного поля повышенно скважности. Способ позволяет увеличить проплавляющую способность дуги. A known method of welding a magnetically controlled arc, which uses pulses of an electromagnetic field with increased duty cycle. The method allows to increase the penetrating ability of the arc.

Недостатком этого способа является низкое качество сварных швов при сварке с присадочным металлом, т. к. высота столба жидкого металла под дугой постоянно велика, что препятствует полной дегазации и разрушению окисных плен в нижней части стыка. The disadvantage of this method is the low quality of the welds when welding with filler metal, because the height of the column of molten metal under the arc is constantly high, which prevents complete degassing and destruction of oxide captures in the lower part of the joint.

В сварных швах наблюдаются поры диаметром до 2,0 мм и окисные включения длиной до 6,0 мм при сварке деталей толщиной 4,0 мм. In welds, pores with a diameter of up to 2.0 mm and oxide inclusions up to 6.0 mm long are observed when welding parts with a thickness of 4.0 mm.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ дуговой сварки с присадочным металлом неплавящимся электродом на переменном токе, при котором присадочный металл подают импульсно, а в период прекращения его подачи на зону дуги воздействуют импульсным магнитным полем, причем в период подачи присадочного металла воздействие магнитного поля прекращают. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of arc welding with filler metal with a non-consumable AC electrode, in which the filler metal is supplied pulsed, and during the period when it ceases to be fed into the arc zone, it is affected by a pulsed magnetic field, and during the filing of the filler metal exposure to a magnetic field is stopped.

Недостатком известного способа является низкое качество металла шва легких сплавов из-за наличия пор и окисных включений, т. к. в момент подачи присадочного металла резко увеличивается объем металла сварочной ванны, что затрудняет процессы дегазации и диспергирования окисных плен. The disadvantage of this method is the low quality of the weld metal of light alloys due to the presence of pores and oxide inclusions, because at the time of filing of the filler metal, the volume of the weld pool metal increases sharply, which complicates the processes of degassing and dispersion of oxide films.

Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем снижения пористости и окисных включений в металле шва. The purpose of the invention is to improve the quality of welded joints by reducing porosity and oxide inclusions in the weld metal.

Поставленная цель достигается тем, что в способе дуговой сварки с присадочным металлом неплавящимся электродом на переменном токе, при котором присадочный металл подают импульсно, а в период прекращения его подачи на зону дуги воздействуют импульсным магнитным полем в момент импульса подачи присадочного металла сварку выполняют в среде гелия, а в момент воздействия на зону дуги магнитного поля - в среде аргона, при этом отношение длительности подачи гелия к длительности подачи аргона выбирают в интервале 0,8-1,5. This goal is achieved by the fact that in the method of arc welding with filler metal with a non-consumable electrode on alternating current, in which the filler metal is supplied pulsed, and during the termination of its supply to the arc zone, a pulsed magnetic field is applied at the time of the filler filing metal welding is performed in helium , and at the moment of exposure to the arc zone of the magnetic field in the argon medium, the ratio of the duration of helium supply to the duration of argon supply is selected in the range of 0.8-1.5.

В результате анализа известных способов дуговой сварки при проведении патентных исследований технических решений с совокупностью признаков, сходных с отличительными признаками предлагаемого способа, не обнаружено, поэтому предлагаемое решение обладает существенными отличиями. As a result of the analysis of known methods of arc welding during patent research of technical solutions with a combination of features similar to the distinguishing features of the proposed method, it was not found, therefore, the proposed solution has significant differences.

Предложенный способ обеспечивает положительный эффект, т. к. в момент подачи присадочного металла меняется газозащитная среда и потенциал ионизации увеличивается. При этом повышается проплавляющая способность дуги, температура сварочной ванны и жидкотекучесть расплавленного металла, что усиливает эффекты дегазации и диспергирования окисных плен. Качество металла шва улучшается. The proposed method provides a positive effect, because at the time of filing of the filler metal, the gas-shielding medium changes and the ionization potential increases. This increases the penetrating ability of the arc, the temperature of the weld pool and the fluidity of the molten metal, which enhances the effects of degassing and dispersion of oxide captures. The quality of the weld metal is improved.

На чертеже представлена диаграмма, характеризующая способ. The drawing shows a diagram characterizing the method.

Способ состоит в воздействии на сварочную дугу переменного тока и металл сварочной ванны продольным магнитным полем напряженностью Н, подаче присадочного металла и защитного газа импульсами с длительностью паузы τ_n. При этом в момент импульса ( τ_и) воздействия магнитного поля на сварочную дугу подачу присадочного металла прекращают и подают в зону сварки защитный газ аргон, а в момент паузы ( τ_n) подают присадочный металл вместе с гелием. Длительность подачи гелия в 1,5-2 раза больше длительности подачи аргона. При длительности подачи гелия менее 0,8 от длительности подачи аргона объем сварочной ванны недостаточно подвижен для полной дегазации металла и разрушения окисных плен, а при длительности подачи гелия свыше 1,5 от длительности подачи аргона вследствие увеличения напряжения на дуге увеличиваются геометрические размеры сварочной ванны, ухудшается формирования шва (периодическое занижение шва).The method consists in exposing the welding arc to an alternating current and the metal of the weld pool with a longitudinal magnetic field of intensity H, supply of filler metal and protective gas by pulses with a pause duration of τ _n . At the same time, at the moment of impulse (τ _and ) of the magnetic field affecting the welding arc, filler metal is stopped and argon shielding gas is supplied to the welding zone, and at the time of pause (τ _n ), filler metal is supplied with helium. The duration of helium supply is 1.5-2 times longer than the duration of argon supply. With a helium supply duration of less than 0.8 of the argon supply duration, the volume of the weld pool is not sufficiently mobile for complete metal degassing and destruction of oxide films, and with a helium supply duration of more than 1.5 of the argon supply duration, the geometric dimensions of the weld pool increase due to an increase in arc voltage, formation of a seam worsens (periodic underestimation of a seam).

Экспериментально установлено, что при сварке сплава АМг6 толщиной 4 мм по предлагаемому способу глубина проплавления увеличивается на 20-25% по сравнению с прототипом. Пористость и окисные включения отсутствуют (см. таблицу). It was experimentally established that when welding an alloy AMg6 with a thickness of 4 mm according to the proposed method, the penetration depth increases by 20-25% compared with the prototype. Porosity and oxide inclusions are absent (see table).

П р и м е р. Осуществляли автоматическую сварку и наплавку вольфрамовым электродом в среде защитных газов аргона и гелия деталей из сплава АМг6 толщиной 4,0 мм. PRI me R. Carried out automatic welding and surfacing with a tungsten electrode in the environment of shielding gases of argon and helium of parts from alloy AMg6 4.0 mm thick.

Для осуществления способа использовали специальное приспособление, состоящее из сопла-соленоида, тиристорного синхронного прерывателя тока, для обеспечения импульсного включения двигателя подачи присадочной проволоки и питания обмотки соленоида, а также регулятора раздельной подачи аргона и гелия, питание которого осуществляется также от тиристор- ного синхронного прерывателя тока. To implement the method, a special device was used, consisting of a solenoid nozzle, a thyristor synchronous current chopper, to provide pulsed switching on of the filler wire feed motor and solenoid winding power, as well as a separate argon and helium feed regulator, which is also powered by a thyristor synchronous chopper current.

Режим работы синхронного прерывателя определялся следующими параметрами: ток на выходе 2А, длительность импульса 0,3 с, длительность паузы 0,3 с. The operation mode of the synchronous chopper was determined by the following parameters: output current 2A, pulse duration 0.3 s, pause duration 0.3 s.

Оценка качества сварки производилась по результатам визуального наблюдения и металлографического анализа. Режим сварки: для δ= 4,0 мм: I _св= 200 А, V_св= 15 м/час, длина дуги 3,5 мм.Assessment of the quality of welding was carried out according to the results of visual observation and metallographic analysis. Welding mode: for δ = 4.0 mm: I _st = 200 A, V _st = 15 m / h, arc length 3.5 mm.

Экспериментально установлено, что по сравнению с известным, взятым за прототип способом сварки, предлагаемый способ устраняет пористость в металле шва и на 25-30% , снижает количество окисных включений. It was experimentally established that, in comparison with the known welding method taken as a prototype, the proposed method eliminates porosity in the weld metal by 25-30% and reduces the amount of oxide inclusions.

Claims

METHOD OF ARC WELDING OF A NON-MALABLE AC ELECTRODE, in which the filler metal is supplied by pulses, and during the period of termination of its supply to the arc zone they are affected by a pulsed magnetic field, characterized in that, in order to improve the quality of welded joints by reducing pores and oxide inclusions in the weld metal , at the moment of the filing filler metal supply pulse, welding is performed in helium medium, and at the moment of exposure of the magnetic field to the arc zone, welding is performed in argon medium, while the ratio of helium and argo supply durations and choosing 0.8 - 1.5.