RU2401726C2 - Method of welding in protective gas by infusible electrode and magnet-controlled arc - Google Patents
Method of welding in protective gas by infusible electrode and magnet-controlled arc Download PDFInfo
- Publication number
- RU2401726C2 RU2401726C2 RU2008129992/02A RU2008129992A RU2401726C2 RU 2401726 C2 RU2401726 C2 RU 2401726C2 RU 2008129992/02 A RU2008129992/02 A RU 2008129992/02A RU 2008129992 A RU2008129992 A RU 2008129992A RU 2401726 C2 RU2401726 C2 RU 2401726C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- arc
- welding
- product
- current supply
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится преимущественно к машиностроению и строительству и может быть применен для сварки узлов и деталей из различных металлов и сплавов.The proposed method relates mainly to mechanical engineering and construction and can be used for welding units and parts of various metals and alloys.
Известен способ сварки магнитоуправляемой дугой (авторское свидетельство СССР №1581503, МКИ (5) В23К 9/08, А.Н.Сергеев, Г.В.Осянкин, В.М.Бурдыкин, А.В.Клементьев, дата приоритета 22.09.87, опубл. 30.07.90, Бюл. №28), согласно которому в процессе сварки дугу перемещают поперек шва внешним поперечным магнитным полем, создаваемым с помощью электромагнитной системы. Дугу при сварке задерживают в крайнем отклоненном положении, на одной из свариваемых кромок, на заданный промежуток времени. При перемещении дуги от одного крайнего положения до другого, находящегося на другой свариваемой кромке, устанавливают дежурный режим горения дуги. По достижении дугой крайнего положения переводят ее в режим сварки, на время перемещения дуги в направлении сварки в крайнем отклоненном положении. Величину сварочного тока и тока дежурной дуги регулируют независимо. Дугу удерживают в крайнем отклоненном положении за счет регулировки напряженности магнитного поля. Для реализации способа используется комплект оборудования, включающий в себя помимо самого сварочного источника питания, отдельно размещаемую, рядом с горелкой, электромагнитную систему, а также блок формирования управляющего сигнала, усилитель и умножитель. Как вытекает из описания изобретения, использование способа позволяет в широких пределах изменять форму проплава, не меняя при этом ширины шва, а также позволяет выполнять качественные сварные швы в труднодоступных местах. Однако использование этого способа сопряжено с необходимостью применения дополнительного сложного оборудования, что увеличивает сложность и стоимость необходимого комплекса оборудования. Помимо этого эффективность применения способа для сварки в труднодоступных местах будет либо весьма мала, либо для достижения высокой эффективности должна использоваться дополнительное дорогостоящее специализированное оборудование. При сварке в труднодоступных местах, таких как узкая разделка, сварочная дуга вместе с горелкой расположены ниже уровня поверхности изделия. Для обеспечения высокой эффективности, и главное стабильности, воздействия внешнего поперечного магнитного поля на дугу электромагнитная система должна располагаться, по высоте, на уровне дуги. При сварке в труднодоступных местах (например, как указано в описании к изобретению, при сварке стыка листов толщиной 18 мм без разделки кромок и зазоре 8 мм) обеспечить расположение электромагнитной системы на уровне дуги является сложно решаемой, дорогостоящей задачей, а полученное оборудование будет узкоспециализированно. Расположение же магнитной системы вне разделки, т.е. над поверхностью изделия, конечно, позволит создать в разделке магнитное поле, однако его параметры будут не стабильны и зависимы от величины погружения горелки в разделку, параметров и конструкции изделия в зоне сварки, свойств материала изделия.A known method of welding by a magnetically controlled arc (USSR author's certificate No. 1581503, MKI (5) V23K 9/08, A.N. Sergeev, G.V. Osyankin, V.M. Burdykin, A.V. Klementyev, priority date 09/22/87 , publ. 30.07.90, Bull. No. 28), according to which during the welding process, the arc is moved across the seam by an external transverse magnetic field created using an electromagnetic system. The arc during welding is delayed in the extreme deflected position, on one of the edges to be welded, for a given period of time. When moving the arc from one extreme position to another, located on the other welded edge, set the standby mode of arc burning. When the arc reaches its extreme position, it is transferred to the welding mode, while the arc moves in the welding direction in the extreme deflected position. The magnitude of the welding current and the current of the arc on duty is controlled independently. The arc is held in an extreme deflected position by adjusting the magnetic field strength. To implement the method, a set of equipment is used, which includes, in addition to the welding power source itself, a separately placed electromagnetic system next to the torch, as well as a control signal generating unit, an amplifier and a multiplier. As follows from the description of the invention, the use of the method allows a wide range to change the shape of the melt, without changing the width of the seam, and also allows you to perform high-quality welds in hard to reach places. However, the use of this method is associated with the need to use additional complex equipment, which increases the complexity and cost of the necessary equipment. In addition, the effectiveness of the method for welding in hard-to-reach spots will either be very small, or additional expensive specialized equipment should be used to achieve high efficiency. When welding in inaccessible places, such as narrow cutting, the welding arc together with the torch are located below the surface level of the product. To ensure high efficiency, and most importantly stability, the impact of an external transverse magnetic field on the arc, the electromagnetic system should be located, in height, at the level of the arc. When welding in hard-to-reach spots (for example, as described in the description of the invention, when welding the butt of sheets with a thickness of 18 mm without cutting edges and a gap of 8 mm), to ensure the location of the electromagnetic system at the arc level is difficult to solve, expensive, and the resulting equipment will be highly specialized. The location of the magnetic system outside the cutting, i.e. above the surface of the product, of course, it will allow creating a magnetic field in the groove, however, its parameters will be unstable and depend on the amount of burner immersion in the groove, the parameters and design of the product in the welding zone, and the material properties of the product.
Известен также способ дуговой сварки (авторское свидетельство СССР №465291, МКИ В23К 9/08, A.M.Макара, А.Т.Назарчук, А.В.Гордонный, А.Т.Дибец, дата приоритета 19.04.73, опубл. 30.03.75, Бюл. №12), принятый за прототип, согласно которому в процессе сварки производят программированное отклонение дуги под действием магнитного поля. Особенностью способа является то, что в качестве управляющего положением дуги магнитного поля выступает не внешнее магнитное поле, а собственное магнитное поле дуги. Изменение пространственного положения дуги основано на применении эффекта магнитного «дутья», заключающегося в вытеснении дуги из зоны с большей напряженностью магнитного поля в зону с меньшей напряженностью. Т.о. изменение пространственного положения дуги происходит за счет зонального изменения напряженности собственного магнитного поля дуги. Для целенаправленного изменения зональной напряженности магнитного поля в способе предложено использовать изменение места подключения тока к изделию. Изменение места подключения тока производят в процессе сварки автоматически или вручную по заданной программе. Применяя различные схемы подключения тока к изделию и изменяя порядок подключения тока в разных точках изделия, добиваются различных траекторий движения дуги. Использование предложенного в способе подхода для управления пространственным положением дуги позволяет регулировать процесс тепловложения в изделие и управлять качеством соединения в зависимости от условий сварки. Значительно упрощается и удешевляется применяемое для этого оборудование. Исчезает необходимость использовать внешнее магнитное поле, для создания и управления которым необходимо применять дополнительное оборудование в виде электромагнитных систем, а также оборудование для управления работой этих систем. Помимо этого, по уравнению с рассмотренным ранее способом, повышается эффективность управляемости процессом и снижается зависимость эффективности управления процессом от параметров изделия и условий сварки (таких как величина погружения горелки в разделку, параметры и конструкция изделия в зоне сварки, свойства материала изделия и др.). Однако рассматриваемому способу присущ ряд недостатков, значительно снижающих эффективность влияния на качество сварного соединения и способствующих снижению надежности и работоспособности применяемого оборудования. Во-первых, способ не предусматривает никаких конкретных рекомендаций по области его применения, в плане применяемых процессов и параметров этих процессов. В способе не приведены данные, ограничивающие возможность его применения, что создает существенные препятствия, а иногда и невозможность его практического применения. В связи с полной неопределенностью условий, в которых может быть осуществлен способ, его реализация не позволяет запланировано достигать объявленного технического результата, т.е. улучшения качества соединений. Возможность достижения этого результата носит вероятностный, стохастический характер. Т.е. при определенных параметрах процесса невозможно заранее сказать, будет ли вообще достигнут эффект отклонения дуги, и удастся ли (каким образом и насколько) улучшить качество сварного соединения. Так, например, величина отклонения дуги под действием магнитного «дутья» в значительной степени определяется расстоянием от оси электрода до места подключения тока к изделию. Эффект магнитного дутья наблюдается при сравнительно небольших расстояниях от оси электрода до токоподвода, а при больших расстояниях он вообще не проявляется. Также возможность и величина отклонения дуги под действием магнитного «дутья» значительно зависит от силы сварочного тока. При определенном расстоянии от оси электрода до токоподвода имеется некоторое минимальное пороговое значение силы тока, при котором начинает проявляться эффект отклонения дуги. При токе меньше порогового, эффекта отклонения дуги не наблюдается. Причем это минимальное пороговое значение будет различно для каждого расстояния от оси электрода до токоподвода, т.е. является величиной не постоянной. Важным фактором является частота переключения направления токоподвода. В рассматриваемом способе указано, что частота может меняться в широком диапазоне. Однако следует иметь в виду, что электрическая дуга имеет определенную скорость реакции на изменения магнитного поля, т.е. наблюдается инерционность. Причем электрическая сварочная дуга, это достаточно инерционная система. При достижении частотой изменения направления токоподвода некоторой максимально возможной критической частоты дуга перестает (а точнее, не успевает) реагировать на изменения магнитного поля. Если рассмотреть возможность реализации предлагаемого способа в зависимости от реализуемых процессов сварки, то можно отметить, что в описании способа указано, что он может быть применен как для сварки плавящимся, так и неплавящимся электродом. Однако в силу специфики характеристик дуги при сварке плавящимся электродом (меньшая и постоянно меняющаяся длина дуги, меньшее время горения за цикл сварки, перенос расплавленного электродного металла через дугу) эффективность применения рассматриваемого способа для сварки плавящимся электродом будет гораздо меньше, чем для неплавящегося. Учитывая то, что применение способа для сварки плавящимся электродом повлияет не только на изменение характера тепловложения, но и на характер переноса металла через дугу, то использование этого способа без рекомендаций по эффективной области его применения может привести не к улучшению, а к ухудшению качества сварного соединения. Во-вторых, в рассматриваемом способе для изменения направления токоподвода предложено использовать электромеханические устройства - контакторы и электромеханические реле. Применение такого подхода значительно снижает эффективность и надежность применяемого для способа оборудования. Система управления имеет низкий ресурс работы, высокую восприимчивость к разного рода помехам (в связи с отсутствием гальванической развязки входа и выхода), а также способность работать только с оборудованием малой мощности (даже современные твердотельные реле ограничены напряжением холостого хода и подходят только к маломощным источникам питания сварочной дуги).There is also a known method of arc welding (USSR author's certificate No. 465291, MKI V23K 9/08, AM Makara, A.T. Nazarchuk, A.V. Gordon, A.T. Dibets, priority date 04/19/73, publ. 30.03.75 , Bull. No. 12), adopted as a prototype, according to which during the welding process produce a programmed deflection of the arc under the influence of a magnetic field. A feature of the method is that it is not the external magnetic field, but the intrinsic magnetic field of the arc, that controls the position of the magnetic field arc. The change in the spatial position of the arc is based on the application of the magnetic "blast" effect, which consists in displacing the arc from a zone with a higher magnetic field strength to a zone with a lower intensity. T.O. The change in the spatial position of the arc occurs due to the zonal change in the intrinsic magnetic field of the arc. For purposeful changes in the zonal magnetic field strength in the method, it is proposed to use a change in the place where the current is connected to the product. Changing the current connection place is carried out during the welding process automatically or manually according to the specified program. Applying various schemes for connecting current to the product and changing the order of connecting current at different points of the product, various arc paths are achieved. Using the approach proposed in the method for controlling the spatial position of the arc allows you to adjust the heat input process in the product and control the quality of the connection depending on the welding conditions. The equipment used for this is greatly simplified and cheapened. The need to use an external magnetic field disappears, for the creation and control of which it is necessary to use additional equipment in the form of electromagnetic systems, as well as equipment to control the operation of these systems. In addition, according to the equation with the previously discussed method, the process controllability is increased and the dependence of the process control efficiency on the product parameters and welding conditions (such as the amount of torch immersion in the groove, product parameters and design in the welding zone, product material properties, etc.) is reduced. . However, the method under consideration has a number of disadvantages that significantly reduce the effectiveness of the effect on the quality of the welded joint and contribute to a decrease in the reliability and performance of the equipment used. Firstly, the method does not provide any specific recommendations on the scope of its application, in terms of the processes used and the parameters of these processes. The method does not contain data limiting the possibility of its use, which creates significant obstacles, and sometimes the impossibility of its practical application. Due to the complete uncertainty of the conditions under which the method can be implemented, its implementation does not allow the planned achievement of the declared technical result, i.e. improve the quality of the compounds. The possibility of achieving this result is probabilistic, stochastic. Those. for certain process parameters, it is impossible to say in advance whether the effect of arc deflection will be achieved at all, and whether (how and how much) it will be possible to improve the quality of the welded joint. So, for example, the magnitude of the deflection of the arc under the influence of magnetic "blast" is largely determined by the distance from the axis of the electrode to the point where the current is connected to the product. The effect of magnetic blasting is observed at relatively small distances from the axis of the electrode to the current lead, and at large distances it does not appear at all. Also, the possibility and magnitude of arc deflection under the influence of magnetic “blast” significantly depends on the strength of the welding current. At a certain distance from the axis of the electrode to the current lead, there is a certain minimum threshold value of the current strength at which the effect of arc deflection begins to appear. When the current is less than the threshold, the effect of arc deflection is not observed. Moreover, this minimum threshold value will be different for each distance from the axis of the electrode to the current lead, i.e. is not constant. An important factor is the frequency of switching the direction of the current supply. In the considered method, it is indicated that the frequency can vary over a wide range. However, it should be borne in mind that the electric arc has a certain reaction rate to changes in the magnetic field, i.e. inertia is observed. Moreover, the electric welding arc is a fairly inertial system. When the frequency of changing the direction of the current lead reaches a certain maximum critical frequency, the arc ceases (or rather, does not have time) to respond to changes in the magnetic field. If we consider the possibility of implementing the proposed method depending on the welding processes, it can be noted that the description of the method indicates that it can be used both for welding with a consumable and non-consumable electrode. However, due to the specific characteristics of the arc during welding with a consumable electrode (shorter and constantly changing arc lengths, shorter burning times per welding cycle, transfer of molten electrode metal through the arc), the effectiveness of the method under consideration for welding with a consumable electrode will be much less than for a non-consumable one. Considering that the use of the method for welding with a consumable electrode will affect not only the change in the nature of heat input, but also on the nature of metal transfer through the arc, the use of this method without recommendations on its effective field of application may lead not to an improvement, but to a deterioration in the quality of the welded joint . Secondly, in the method under consideration, it is proposed to use electromechanical devices — contactors and electromechanical relays — to change the direction of the current supply. The application of this approach significantly reduces the efficiency and reliability of the equipment used for the method. The control system has a low operating life, high susceptibility to various kinds of interference (due to the lack of galvanic isolation of the input and output), and the ability to work only with low-power equipment (even modern solid-state relays are limited by open-circuit voltage and are suitable only for low-power power sources welding arc).
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества сварного соединения и стабильности качества, достигаемое за счет повышения эффективности управления тепловложением в основной металл и шов, и уменьшения негативного влияния возмущений при сварке на качество сварного соединения, а также использование способа обеспечивает повышение качества и надежности оборудования, применяемого для реализации процесса сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем.The technical result of the proposed method is to improve the quality of the welded joint and quality stability, achieved by increasing the efficiency of controlling the heat input into the base metal and the seam, and reducing the negative impact of disturbances during welding on the quality of the welded joint, and also using the method improves the quality and reliability of the equipment used for the implementation of the welding process by an arc deflected by its own magnetic field.
Сущность предлагаемого способа дуговой сварки неплавящимся электродом в защитном газе заключается в том, что перед сваркой один полюс источника питания подключают к неплавящемуся электроду, а второй - к изделию. В процессе сварки производят периодическое и многократное изменение места подключения тока к изделию, что позволяет программировано отклонять дугу под воздействием собственного магнитного поля. Дугу задерживают в крайнем отклоненном положении на заданный промежуток времени, подводя ток к одной из точек токоподвода к изделию. При переходе дуги от одного крайнего положения до другого устанавливают дежурный режим горения дуги. Величину сварочного тока и тока дежурной дуги регулируют независимо. Для обеспечения непрерывности горения дуги, или в технологических целях, в процессе изменения места подключения тока к изделию, в каждый момент времени ток к изделию подводят к одной или одновременно к нескольким точкам на поверхности изделия. Для подвода тока к изделию используют токоподвод, который перемещают синхронно с электродом, при этом регулируют последовательность и частоту переключения подвода тока между отдельными точками и длительность подключения тока к каждой точке. Параметры коммутации настраивают и регулируют с помощью устройства управления - коммутатора, а энергетические параметры процесса настраивают и регулируют, управляя работой сварочного источника питания.The essence of the proposed method of arc welding with a non-consumable electrode in a protective gas is that before welding one pole of the power source is connected to a non-consumable electrode, and the second to the product. During the welding process, periodic and multiple changes are made in the place where the current is connected to the workpiece, which allows the program to deflect the arc under the influence of its own magnetic field. The arc is delayed in the extreme deflected position for a predetermined period of time, supplying current to one of the points of current supply to the product. When the arc passes from one extreme position to another, the standby mode of arc burning is established. The magnitude of the welding current and the current of the arc on duty is controlled independently. To ensure continuity of arc burning, or for technological purposes, in the process of changing the place where the current is connected to the product, at each moment of time, the current to the product is applied to one or several points on the surface of the product. To supply current to the product, a current supply is used, which is moved synchronously with the electrode, while the sequence and frequency of switching the current supply between individual points and the duration of the current connection to each point are regulated. The switching parameters are adjusted and adjusted using the control device - the switch, and the energy parameters of the process are adjusted and regulated, controlling the operation of the welding power source.
В отличие от прототипа контакты устройства, подводящего ток к изделию, располагают на поверхности изделия со стороны, обращенной к сварочной горелке. Изменяя расстояние от оси электрода до определенной точки токоподвода, при заданной величине сварочного тока, регулируют угол отклонения дуги от оси электрода, при подводе тока к этой точке. При этом максимальное расстояние от оси электрода до любой точки токоподвода должно быть не более 100 мм. Величину сварочного тока регулируют отдельно при протекании тока через каждую точку подвода тока к изделию, при этом минимально допустимое рабочее значение сварочного тока должно быть не меньше, чем значение, определенное по выражениюUnlike the prototype, the contacts of the device supplying current to the product are placed on the surface of the product from the side facing the welding torch. By changing the distance from the axis of the electrode to a certain point of the current supply, at a given value of the welding current, the angle of deviation of the arc from the axis of the electrode is adjusted when the current is applied to this point. In this case, the maximum distance from the axis of the electrode to any point of the current supply should be no more than 100 mm. The value of the welding current is regulated separately when current flows through each point of current supply to the product, while the minimum allowable working value of the welding current must be no less than the value determined by the expression
I=4,466·h-0,4·h2+0,0147·h3-0,225·10-3·h4+1,236·10-6·h5,I = 4.466 · h-0.4 · h 2 + 0.0147 · h 3 -0.225 · 10 -3 · h 4 + 1.236 · 10 -6 · h 5 ,
где I - минимальный сварочный ток дуги, при котором наблюдается эффект отклонения столба дуги, А;where I is the minimum welding arc current at which the effect of deflection of the arc column, A, is observed;
h - расстояние от точки подвода тока к изделию до оси электрода, мм.h is the distance from the point of current supply to the product to the axis of the electrode, mm
При протекании тока через каждую отдельную точку токоподвода к изделию величина сварочного рабочего тока со временем может оставаться неизменной или периодически изменяться, в виде импульсов, по заранее заданному закону.When current flows through each individual point of current supply to the product, the value of the welding working current may remain unchanged with time or periodically change, in the form of pulses, according to a predetermined law.
Частоту переключения подвода тока между точками выбирают не более 4 Гц.The switching frequency of the current supply between the points is selected no more than 4 Hz.
При реализации способа ток к каждой точке токоподвода на поверхности изделия подводиться по отдельному каналу подвода тока от источника питания. При этом параметры коммутации между отдельными каналами токоподвода регулируют с помощью электронного программируемого коммутатора, управляющего работой самого источника питания.When implementing the method, the current to each current supply point on the product surface is supplied via a separate current supply channel from the power source. At the same time, the switching parameters between the individual current supply channels are controlled using an electronic programmable switch that controls the operation of the power source itself.
Также возможен вариант реализации способа, в котором изменение места подключения тока к изделию, относительно оси неплавящегося электрода, происходит за счет механического перемещения контакта токоподвода по поверхности изделия по заданной траектории. При этом параметры коммутации между отдельными каналами токоподвода регулируют назначением соответствующего закона перемещения контакта токоподвода по поверхности изделия.It is also possible to implement a method in which a change in the place where the current is connected to the product, relative to the axis of the non-consumable electrode, occurs due to the mechanical movement of the current lead contact over the product surface along a predetermined path. In this case, the switching parameters between the individual channels of the current supply are regulated by the appointment of the corresponding law of movement of the contact of the current supply over the surface of the product.
Такая совокупность новых признаков с известными позволяет повысить эффективность управления тепловложением в основной металл и шов, что, в свою очередь, позволяет повысить качество сварного соединения, и, главное, стабильность в получении планируемого качества. Эффективность управления тепловложением и стабильность в получении планируемого качества шва повышается за счет четкого указания диапазонов изменения параметров процесса или их значимых границ, в пределах которых может быть осуществлен способ сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем. Т.е. четко описана область эффективного применения способа. Качество сварного соединения и эффективность управления тепловложением увеличиваются и потому, что в отличие от известных аналогов появляется возможность регулирования угла отклонения дуги, в каждую из возможных сторон отклонения, а также возможность раздельного регулирования величины тока при подводе его через разные точки (контакты) токоподвода, что помимо простого влияния на форму провара, позволяет уменьшить негативное влияние возмущений при сварке на качество сварного соединения. Повышение качества и надежности оборудования, применяемого для реализации процесса сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем, достигается за счет использования электронной коммутации тока между точками токоподвода взамен коммутации с использованием электромеханических устройств. Это позволяет увеличить помехоустойчивость, надежность и функциональные возможности аппаратуры управления процессом.Such a combination of new features with the known ones makes it possible to increase the efficiency of controlling the heat input into the base metal and the seam, which, in turn, makes it possible to improve the quality of the welded joint, and, most importantly, stability in obtaining the planned quality. The efficiency of heat input control and stability in obtaining the planned weld quality is increased by clearly indicating the ranges of the process parameters or their significant boundaries, within which a method of welding by an arc deflected by its own magnetic field can be implemented. Those. the field of effective application of the method is clearly described. The quality of the welded joint and the efficiency of heat input control are also increased because, in contrast to the known analogues, it becomes possible to control the arc deflection angle to each of the possible deflection sides, as well as the possibility of separately controlling the current value when it is supplied through different points (contacts) of the current supply, which in addition to a simple effect on the shape of the weld, it reduces the negative impact of disturbances during welding on the quality of the welded joint. Improving the quality and reliability of equipment used to implement the arc welding process, deflected by its own magnetic field, is achieved through the use of electronic current switching between current points instead of switching using electromechanical devices. This allows you to increase the noise immunity, reliability and functionality of the process control equipment.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема осуществления предлагаемого способа сварки; на фиг.2 показана циклограмма процесса сварки; на фиг.3 показана схема процесса при подводе тока к каждой точке на поверхности изделия по отдельному каналу подвода тока от источника питания; на фиг.4 показана схема процесса при механическом перемещении контакта токоподвода по поверхности изделия; на фиг.5 показана конструкция токоподвода, расположенного на сварочной горелке; на фиг.6 показан пример электрической принципиальной схемы источника питания для реализации способа по схеме подвода тока к каждой точке на поверхности изделия по отдельному каналу подвода тока от источника питания; на фиг.7 показан пример конструкции перемещающегося роликового токоподвода для реализации способа по схеме механического перемещения контакта токоподвода по поверхности изделия.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of an implementation of the proposed welding method; figure 2 shows the sequence diagram of the welding process; figure 3 shows a diagram of the process when applying current to each point on the surface of the product through a separate channel for supplying current from a power source; figure 4 shows a process diagram for the mechanical movement of the contact of the current supply over the surface of the product; figure 5 shows the design of the current lead located on the welding torch; figure 6 shows an example of an electrical circuit diagram of a power source for implementing the method according to the circuit for supplying current to each point on the surface of the product through a separate channel for supplying current from the power source; 7 shows an example of a design of a moving roller current lead for implementing the method according to the scheme of mechanical movement of the contact of the current lead over the surface of the product.
Предлагаемый способ дуговой сварки неплавящимся электродом в защитном газе заключается в том, что перед сваркой один полюс источника питания 1 (фиг.1) подключают к неплавящемуся электроду 2, а второй - к изделию 3, для чего используют токоподвод, который перемещают синхронно с электродом. Контакты 4 и 5 токоподвода располагают на поверхности изделия со стороны, обращенной к сварочной горелке 6. В процессе сварки производят периодическое и многократное изменение места подключения тока к изделию, по заданной программе, с помощью коммутатора 7. Применяют как минимум две точки подключения тока к изделию (в местах расположения контактов 4 и 5 токоподвода). Такая коммутация между отдельными точками подвода тока к изделию позволяет программировано отклонять дугу 8 в противоположную сторону от места подвода тока к изделию, под воздействием собственного магнитного поля, за счет использования эффекта «магнитного отдувания дуги». При этом имеется возможность независимого изменения расстояния от оси электрода до каждой из точек подвода тока к изделию (h1 и h2).The proposed method of arc welding with a non-consumable electrode in a shielding gas is that before welding one pole of the power source 1 (Fig. 1) is connected to the
При прохождении тока Ip1 через одну из точек подвода тока к изделию (фиг.2) дуга отклоняется на угол α1, в сторону от токоподвода в плоскости, проходящей через ось электрода и точку токоподвода. Дугу задерживают в этом отклоненном положении на заданный и регулируемый промежуток времени T1, подводя ток Ip1 к одной из точек токоподвода к изделию. При изменении места подключения тока к изделию, т.е. при переходе дуги от одного крайнего положения до другого, устанавливают дежурный режим горения дуги на время Тдеж, пропуская по сварочной цепи ток дежурной дуги Iд.д. При этом для обеспечения непрерывности горения дуги или в технологических целях, в процессе коммутации цепей, в каждый момент времени ток к изделию подводят к одной или одновременно к нескольким точкам на поверхности изделия, как, например, это сделано для тока дежурной дуги Iд.д. По окончании процесса коммутации, т.е. по окончанию фазы горения «дежурной» дуги, через новую точку токоподвода, в течение регулируемого времени Т2, пропускают рабочий ток Iр2, что вызывает отклонение столба дуги в сторону от нового места токоподвода, на угол α2, и горение ее под таким углом в течение времени Т2. Далее происходит повторная коммутация, т.е. изменение места подвода тока к изделию, сопровождающаяся горением дуги в «дежурном» режиме Iд.д в течение времени Тдеж.. После этого описанный цикл повторяется многократно. Вышеописанный цикл иллюстрирует наиболее простой вариант исполнения предлагаемого способа сварки, при котором коммутация канала подвода тока к изделию происходит между двумя точками токоподвода. По аналогичному принципу могут строиться циклы с любым количеством точек токоподвода, количество которых назначается, исходя из технологических потребностей.With the passage of current I p1 through one of the points of current supply to the product (Fig. 2), the arc deviates by an angle α1, away from the current supply in the plane passing through the axis of the electrode and the current supply point. The arc is held in this deflected position for a predetermined and adjustable time interval T 1 , supplying current I p1 to one of the points of current supply to the product. When changing the location of the current to the product, i.e. when the arc moves from one extreme position to another, the standby mode of arc burning is set for the time T dezh , passing through the welding circuit the current of the standby arc I d.d. Moreover, to ensure continuity of arc burning or for technological purposes, in the process of switching circuits, at each moment of time, the current to the product is supplied to one or several points on the surface of the product, as, for example, this is done for the current of the duty arc I d.d . At the end of the switching process, i.e. at the end of the burning phase of the “standby” arc, a working current I p2 is passed through the new current supply point for an adjustable time T 2 , which causes the arc column to deviate to the side from the new current supply point, by angle α2, and burning it at such an angle in the flow of time T 2 . Next, re-switching occurs, i.e. changing the place of current supply to the product, accompanied by burning of the arc in the “standby” mode I dd for a time T dezh. . After that, the described cycle is repeated many times. The above cycle illustrates the simplest embodiment of the proposed welding method, in which the switching channel for supplying current to the product occurs between two points of current supply. By a similar principle, cycles can be built with any number of current supply points, the number of which is assigned based on technological needs.
Величину сварочного рабочего тока (Iр) и тока дежурной дуги (Iд.д) регулируют отдельно, причем величину сварочного рабочего тока регулируют отдельно при протекании тока через каждую точку подвода тока к изделию (Ip1 и Ip2), при этом минимально допустимое значение сварочного тока, протекающего через каждую точку токоподвода, должно быть не меньше, чем значение, определенное по выражениюThe value of the welding operating current (I p ) and the current of the standby arc (I dd ) are separately regulated, and the value of the welding working current is regulated separately when the current flows through each current supply point to the product (I p1 and I p2 ), while the minimum allowable the value of the welding current flowing through each point of the current supply should not be less than the value determined by the expression
I=4,466·h-0,4·h2+0,0147·h3-0,225·10-3·h4+1,236·10-6·h5,I = 4.466 · h-0.4 · h 2 + 0.0147 · h 3 -0.225 · 10 -3 · h 4 + 1.236 · 10 -6 · h 5 ,
где I - минимальный сварочный ток в цепи, при котором наблюдается эффект отклонения столба дуги, А;where I is the minimum welding current in the circuit at which the effect of deflection of the arc column, A, is observed;
h - расстояние от точки подвода тока к изделию до оси электрода, мм.h is the distance from the point of current supply to the product to the axis of the electrode, mm
При протекании тока через каждую отдельную точку токоподвода к изделию величина сварочного рабочего тока со временем может оставаться либо неизменной, т.е. сварка выполняется непрерывной сварочной дугой (см. ток Iр2), или периодически изменяться, в виде импульсов, по заранее заданному закону, т.е. сварка выполняется импульсной дугой (или модулированным током). При этом в качестве основных параметров закона изменения тока задаются: ток импульса Iр2и, ток паузы Iр2п, время импульса tи и время паузы tп.When current flows through each individual point of the current supply to the product, the value of the welding working current may either remain unchanged with time, i.e. welding is performed by a continuous welding arc (see current I p2 ), or periodically change, in the form of pulses, according to a predetermined law, i.e. welding is performed by a pulsed arc (or modulated current). In this case, the main parameters of the law of change in current are set: pulse current I p2i , pause current I p2p , pulse time t and pause time t p .
Угол отклонения столба дуги от оси электрода (α), при заданной величине сварочного тока, регулируют, изменяя расстояние от оси электрода до определенной точки токоподвода. Чем меньше расстояние от оси электрода до точки токоподвода, тем, при прочих равных условиях, больше величина угла отклонения дуги от оси электрода (см. α1 и α2 фиг.1 и 2 при соответствующих расстояниях h1>h2 фиг.1). При этом максимальное расстояние от оси электрода до любой точки токоподвода должно быть не более 100 мм.The angle of deviation of the arc column from the axis of the electrode (α), for a given value of the welding current, is controlled by changing the distance from the axis of the electrode to a certain point of current supply. The smaller the distance from the axis of the electrode to the point of current supply, the ceteris paribus, the greater the angle of deviation of the arc from the axis of the electrode (see α1 and α2 of FIGS. 1 and 2 for the corresponding distances h1> h2 of FIG. 1). In this case, the maximum distance from the axis of the electrode to any point of the current supply should be no more than 100 mm.
Регулируемыми параметрами процесса коммутации являются последовательность и частота переключений подвода тока между отдельными точками токоподвода, а также длительность подключения тока к каждой точке (скважность). Частоту переключения подвода тока между точками выбирают не более 4 Гц.Adjustable parameters of the switching process are the sequence and frequency of switching the current supply between the individual points of the current supply, as well as the duration of the current connection to each point (duty cycle). The switching frequency of the current supply between the points is selected no more than 4 Hz.
Параметры коммутации настраивают и регулируют с помощью устройства управления - коммутатора, а энергетические параметры процесса, такие как величина сварочного тока, при протекании тока через каждый канал подвода тока к изделию, величина тока дежурной дуги, напряжение дуги и пр., настраивают и регулируют, управляя работой сварочного источника питания.The switching parameters are adjusted and regulated using the control device - the switch, and the energy parameters of the process, such as the magnitude of the welding current, when current flows through each channel for supplying current to the product, the value of the arc current on duty, the arc voltage, etc., are adjusted and adjusted by controlling work of a welding power source.
При реализации способа ток к каждой точке на поверхности изделия 3 (фиг.3) может подводиться по своему отдельному каналу подвода тока 4 и 5 от источника питания 1. При этом параметры коммутации между отдельными каналами токоподвода регулируют с помощью электронного программируемого коммутатора 7, управляющего работой самого источника питания.When implementing the method, the current to each point on the surface of the product 3 (Fig. 3) can be supplied via its own separate channel for supplying current 4 and 5 from the
Также возможен вариант реализации способа, в котором изменение места подключения тока к изделию 3 (фиг.4), относительно оси неплавящегося электрода 2, происходит за счет механического перемещения одного контакта токоподвода 4 по поверхности изделия по заданной траектории. При этом параметры коммутации между отдельными точками подвода тока к изделию от источника питания 1 регулируют назначением соответствующего закона перемещения контакта токоподвода по поверхности изделия, с помощью коммутатора 7.It is also possible to implement a method in which a change in the place where the current is connected to the product 3 (Fig. 4), relative to the axis of the
Такая совокупность признаков позволяет:This set of features allows you to:
- повысить эффективность управления тепловложением в основной металл и шов;- increase the efficiency of heat input control in the base metal and seam;
- повысить качество сварного соединения;- improve the quality of the welded joint;
- повысить стабильность в получении планируемого качества.- increase stability in obtaining the planned quality.
Эффективность управления тепловложением повышается за счет двух значимых факторов. Во-первых, в предлагаемом способе сварки четкого определены и указаны диапазоны изменения параметров процесса, и их значимые границы, в пределах которых может быть осуществлен способ сварки дугой, отклоняемой собственным магнитным полем. Т.е. четко описана область эффективного применения способа, что приводит к исчезновению присущей прототипу неопределенности в достижении планируемого результата. Во-вторых, значительно расширяются функциональные возможности способа сварки, что приводит к увеличению эффективности управления тепловложением. Увеличение эффективности управления тепловложением достигается за счет того, что в известных аналогах реализован принцип управления тепловложением только за счет контролируемого пространственного перемещения пятна нагрева дуги, а в предлагаемом способе в дополнение к указанному принципу управления тепловложением применяется принцип управления тепловложением за счет контролируемого изменения энергетических параметров дуги в зависимости от ее пространственного положения. Так, например, в известных аналогах сварочный рабочий ток при пропускании его через разные точки токоподвода к изделию имеет одинаковое количественное значение, не изменяющееся в течение времени. В этой ситуации управление тепловложением может быть осуществлено за счет регулировки амплитуды пространственных колебаний дуги, и главное, за счет времени пропускания рабочего тока через разные точки подвода тока к изделию. Это ограничивает возможности управления тепловложением. В предлагаемом способе сварки величина сварочного тока, протекающего через каждую отдельную точку токоподвода к изделию, может регулироваться независимо от силы тока, протекающей через другие точки подвода тока к изделию. Более того, в предлагаемом способе имеется возможность управлять законом изменения величины сварочного тока во времени, при пропускании тока через каждую отдельную точку токоподвода к изделию. Т.е. может быть реализован либо непрерывный процесс горения дуги, либо горение дуги в импульсном режиме, с заранее заданными параметрами импульсов (тока и времени импульса и паузы). Таким образом, в рассматриваемом способе сварки предлагается использовать два принципа управления тепловложением (за счет контролируемого пространственного перемещения пятна нагрева дуги, и за счет контролируемого изменения энергетических параметров дуги в зависимости от ее пространственного положения), и четыре механизма управления тепловложением (за счет регулировки амплитуды пространственных колебаний дуги; за счет времени пропускания рабочего тока через разные точки подвода тока к изделию; за счет независимой регулировки силы тока, протекающей через отдельные точки подвода тока к изделию; за счет управления законом изменения величины сварочного тока во времени, при пропускании тока через каждую отдельную точку токоподвода к изделию). В известных же аналогах используется один принцип и два механизма управления тепловложением. Значительное расширение возможностей управления тепловложением существенно повышает эффективность этого процесса.The efficiency of heat input control is increased due to two significant factors. Firstly, the proposed welding method clearly defines and indicates the ranges of variation of the process parameters, and their significant boundaries, within which the method of welding by an arc deflected by its own magnetic field can be implemented. Those. the area of effective application of the method is clearly described, which leads to the disappearance of the inherent uncertainty in the prototype in achieving the planned result. Secondly, the functionality of the welding method is greatly expanded, which leads to an increase in the efficiency of heat input control. An increase in the efficiency of heat input control is achieved due to the fact that the known analogues implement the principle of heat input control only due to the controlled spatial movement of the arc heating spot, and in the proposed method, in addition to the specified principle of heat input control, the heat input control principle is applied due to the controlled change in the arc energy parameters in depending on its spatial position. So, for example, in well-known analogues, the welding working current when passing it through different points of the current supply to the product has the same quantitative value, which does not change over time. In this situation, the heat input can be controlled by adjusting the amplitude of the spatial oscillations of the arc, and most importantly, by passing the working current through different points of current supply to the product. This limits the ability to control heat input. In the proposed welding method, the magnitude of the welding current flowing through each individual point of the current supply to the product can be adjusted independently of the current flowing through other points of current supply to the product. Moreover, in the proposed method, it is possible to control the law of change in the magnitude of the welding current in time, by passing current through each individual point of the current supply to the product. Those. either a continuous process of arc burning, or arc burning in a pulsed mode, with predetermined parameters of the pulses (current and time of the pulse and pause) can be implemented. Thus, in the welding method under consideration, it is proposed to use two principles of heat input control (due to the controlled spatial movement of the arc heating spot, and due to a controlled change in the energy parameters of the arc depending on its spatial position), and four heat input control mechanisms (due to the spatial amplitude adjustment arc oscillations; due to the time the working current passes through different points of current supply to the product; due to the independent adjustment of the force current flowing through separate points of current supply to the product; by controlling the law of change in the value of the welding current in time, while passing current through each separate point of current supply to the product). In well-known analogues, one principle and two mechanisms for controlling heat input are used. A significant expansion of the possibilities of controlling heat input significantly increases the efficiency of this process.
Качество сварных соединений, выполняемых с применением предлагаемого способа сварки, повышается благодаря описанному выше увеличению функциональных возможностей способа, что дает возможность более качественно выполнять сложные соединения, такие как соединения разнородных или разнотолщинных элементов, а также благодаря значительному снижению негативного влияния различных возмущающих факторов на качество сварного соединения. Например, использование возможности раздельного регулирования сварочного тока при пропускании его через разные точки токоподвода существенно упрощает процесс сварки разнородных металлов (например, углеродистая сталь с высоколегированной аустенитной сталью), существенно отличающихся своей теплопроводностью. Использование возможности импульсной сварки при пропускании сварочного тока через отдельные точки токоподвода приводит к повышению качества соединения тонколистового материала с более толстыми элементами. При отклонении дуги в сторону тонкого металла включается импульсный режим, а при горении дуги на толстом металле применяется непрерывный режим горения дуги. Это позволяет гораздо проще получить качественный провар шва и резко снизить опасность прожогов тонкого металла. Использование дополнительных функциональных возможностей предлагаемого способа сварки позволяет получать симметричные сварные соединения с качественным проваром в сложных соединениях разнородных или разнотолщинных элементах.The quality of welded joints made using the proposed welding method is improved due to the increase in the method’s functionality described above, which makes it possible to better perform complex joints, such as joints of heterogeneous or different thickness elements, and also due to a significant reduction in the negative impact of various disturbing factors on the quality of the welded connections. For example, using the possibility of separate regulation of the welding current when passing it through different points of the current supply significantly simplifies the process of welding dissimilar metals (for example, carbon steel with high alloy austenitic steel), which are significantly different in their thermal conductivity. Using the possibility of pulsed welding when passing welding current through separate points of the current lead leads to an increase in the quality of the connection of sheet material with thicker elements. When the arc is deflected towards the thin metal, the pulse mode is activated, and when the arc is burning on thick metal, a continuous mode of arc burning is used. This makes it much easier to obtain high-quality penetration of the seam and sharply reduce the risk of burn-through of thin metal. Using the additional functionality of the proposed welding method allows you to get symmetrical welded joints with high-quality penetration in complex joints of heterogeneous or heterogeneous elements.
Стабильность в получении планируемого качества повышается за счет двух факторов. Во-первых, применение предлагаемого способа позволяет на этапе подготовки производства и разработки технологического процесса сварки четко указать рабочие параметры процесса сварки, в зависимости от требуемого результата, и более четко прогнозировать планируемый результат, в отличие от прототипа, которому присуща высокая степень неопределенности в достижении планируемого результата, за счет невозможности четко указать параметры процесса, при которых применение способа может привести к достижению этого результата, и невозможности указать параметры процесса, при которых способ вообще может быть осуществлен. Во-вторых, на этапе осуществления процесса сварки стабильность качества сварного соединения, при использовании предлагаемого способа, может быть значительно повышена за счет снижения негативного влияния возмущений на качество сварного соединения. Это достигается благодаря возможности независимого регулирования параметров процесса при пропускании тока через каждую отдельную точку подвода тока к изделию. В качестве основных возмущений выступают:Stability in obtaining the planned quality increases due to two factors. Firstly, the application of the proposed method allows at the stage of preparation for production and development of the welding process to clearly indicate the operating parameters of the welding process, depending on the desired result, and more clearly predict the planned result, in contrast to the prototype, which is characterized by a high degree of uncertainty in achieving the planned result, due to the inability to clearly indicate the process parameters at which the application of the method can lead to the achievement of this result, and the impossibility of show the process parameters at which the method can generally be implemented. Secondly, at the stage of the welding process, the stability of the quality of the welded joint, when using the proposed method, can be significantly improved by reducing the negative impact of disturbances on the quality of the welded joint. This is achieved due to the possibility of independent control of the process parameters when passing current through each individual point of current supply to the product. The main disturbances are:
- неравномерность параметров подготовки кромок по длине стыка (неравномерный угол скоса, неравномерное притупление кромок и пр.);- non-uniformity of the parameters for preparing the edges along the length of the joint (uneven bevel angle, uneven blunting of the edges, etc.);
- неравномерность параметров сборки кромок по длине стыка (неравномерный зазор в стыке, смещение кромок и пр.);- unevenness of the parameters of the assembly of the edges along the length of the joint (uneven clearance at the joint, the offset of the edges, etc.);
- воздействие внешних магнитных полей и ферромагнитных масс.- exposure to external magnetic fields and ferromagnetic masses.
Использование способа сварки, принятого за прототип, вероятно, позволило бы уменьшить негативное влияние такого возмущения, как неравномерность параметров подготовки кромок по длине стыка, за счет непрерывного перемещения пятна нагрева по свариваемым кромкам, что делает процесс менее восприимчивым к такого роду возмущениям. Однако говорить об этом можно лишь предположительно, поскольку способ, принятый за прототип, не имеет никаких четких рекомендаций по его практическому применению.Using the welding method adopted as a prototype would probably reduce the negative impact of such disturbances as the unevenness of the edge preparation parameters along the joint length due to the continuous movement of the heating spot along the welded edges, which makes the process less susceptible to such disturbances. However, we can talk about this only tentatively, since the method adopted for the prototype does not have any clear recommendations for its practical application.
Применение предлагаемого способа сварки, за счет четко регулируемого перемещения пятна нагрева дуги по свариваемым кромкам (т.е. контролируемой величине давления дуги на металл сварочной ванны) и регулируемым энергетическим параметрам дуги, в зависимости от ее пространственного положения, позволяет значительно снизить восприимчивость процесса сварки к таким возмущениям, как неравномерность параметров подготовки кромок по длине стыка и неравномерность параметров сборки кромок по длине стыка. И, самое главное, применение предлагаемого способа сварки позволяет резко снизить негативное влияние воздействия внешних магнитных полей и ферромагнитных масс, на качество сварного соединения. Ни рассмотренный ранее аналог, ни протопит не позволяют добиться такого технического результата. Воздействие внешних магнитных полей или ферромагнитных масс вызывает отклонение дуги в пространстве. Применение предлагаемого способа сварки за счет выбора места подвода тока к изделию и возможности регулирования угла отклонения дуги (за счет изменения расстояния от оси электрода до токоподвода) позволяет компенсировать отклонение, вызванное воздействием внешнего магнитного поля, за счет создания регулируемого «контротклонения» дуги.The application of the proposed welding method, due to the clearly adjustable movement of the arc heating spot along the edges to be welded (i.e., the controlled value of the arc pressure on the metal of the weld pool) and the adjustable energy parameters of the arc, depending on its spatial position, can significantly reduce the susceptibility of the welding process to such disturbances as the unevenness of the edge preparation parameters along the joint length and the unevenness of the edge assembly parameters along the joint length. And, most importantly, the application of the proposed welding method can drastically reduce the negative impact of external magnetic fields and ferromagnetic masses on the quality of the welded joint. Neither the analogue considered above, nor protopit allow achieving such a technical result. Exposure to external magnetic fields or ferromagnetic masses causes arc deflection in space. Application of the proposed welding method due to the choice of the current supply to the product and the possibility of adjusting the arc deflection angle (by changing the distance from the axis of the electrode to the current supply) allows you to compensate for the deviation caused by the action of an external magnetic field by creating an adjustable "counter-deflection" of the arc.
Все указанное выше подтверждает, что применение предлагаемого способа сварки, по сравнению с прототипом, позволяет повысить эффективность управления тепловложением в основной металл и шов, качество и стабильность качества сварного соединения.All of the above confirms that the application of the proposed welding method, in comparison with the prototype, can improve the efficiency of heat input control in the base metal and seam, the quality and stability of the quality of the welded joint.
Расположение контактов устройства, подводящего ток к изделию, на поверхности изделия, именно со стороны, обращенной к сварочной горелке, вызвано тем, что при таком расположении контактов токоподвода достигается максимально возможное отклонение дуги под действием собственного магнитного поля. Отклонение дуги под действием собственного магнитного поля (т.е. «магнитное дутье») возникает из-за нарушения симметрии магнитного поля дуги (его искривления), причиной которого является искривление условного пути подвода тока в зону сварки. Если расположить контакт токоподвода на поверхности изделия со стороны, противоположной той, над которой расположена сварочная горелка (контакт 9 фиг.1), то это вызовет меньшее искривление условного пути подвода тока в зону сварки (см. условный путь тока 2 на фиг.1), чем если контакт токоподвода будет расположен на поверхности изделия со стороны, обращенной к сварочной горелке (контакт 5) (см. условный путь тока 1). Большее искривление условного пути подвода тока в зону сварки вызывает большую асимметрию магнитного поля дуги и соответственно, при прочих равных условиях, большую величину отклонения дуги в сторону от места токоподвода. Следовательно, при расположении контактов устройства, подводящего ток к изделию, на поверхности изделия, именно со стороны, обращенной к сварочной горелке, достигается наибольшая эффективность воздействия на пространственное положение дуги за счет использования эффекта «магнитного дутья».The location of the contacts of the device supplying current to the product on the surface of the product, precisely from the side facing the welding torch, is due to the fact that with this arrangement of the contacts of the current supply, the maximum possible arc deflection under the action of its own magnetic field is achieved. The deviation of the arc under the influence of its own magnetic field (ie, “magnetic blast”) occurs due to a violation of the symmetry of the magnetic field of the arc (its curvature), the cause of which is the curvature of the conditional path for supplying current to the welding zone. If you place the contact of the current supply on the surface of the product from the side opposite to the one above which the welding torch is located (contact 9 of figure 1), this will cause less curvature of the conditional path for supplying current to the welding zone (see conditional
Расстояние от оси электрода до любой точки токоподвода устанавливают не более чем 100 мм. Такое количественное значение максимально допустимого расстояния от оси электрода до места токоподвода вытекает из результатов экспериментальных исследований, проведенных авторами способа, которые показывают, что при расстоянии от оси электрода до точки ввода тока в изделие большем, чем 100 мм, отклонения сварочной дуги не наблюдается. Это вызвано тем, что при указанных расстояниях нарушение симметрии собственного магнитного поля дуги, вызванного искривлением условного пути подвода тока в зону сварки, практически отсутствует.The distance from the axis of the electrode to any point of the current supply is set to not more than 100 mm. Such a quantitative value of the maximum permissible distance from the axis of the electrode to the point of current supply follows from the results of experimental studies conducted by the authors of the method, which show that when the distance from the axis of the electrode to the point of current input into the product is greater than 100 mm, the deviation of the welding arc is not observed. This is due to the fact that, at the indicated distances, there is practically no violation of the symmetry of the intrinsic magnetic field of the arc caused by the curvature of the conditional path for supplying current to the welding zone.
Минимально допустимое рабочее значение сварочного тока назначают не меньше чем значение, определенное по выражениюThe minimum allowable working value of the welding current is assigned no less than the value determined by the expression
I=4,466·h-0,4·h2+0,0147·h3-0,225·10-3·h4+1,236·10-6·h5,I = 4.466 · h-0.4 · h 2 + 0.0147 · h 3 -0.225 · 10 -3 · h 4 + 1.236 · 10 -6 · h 5 ,
где I - минимальный сварочный ток дуги, при котором наблюдается эффект отклонения столба дуги, А;where I is the minimum welding arc current at which the effect of deflection of the arc column, A, is observed;
h - расстояние от точки подвода тока к изделию до оси электрода, мм.h is the distance from the point of current supply to the product to the axis of the electrode, mm
Указанное выше выражение для определения минимально допустимого рабочего значения сварочного тока получено в результате экспериментальных исследований, проведенных авторами способа. Проведенные исследования показывают, что если при определенном расстоянии от точки подвода тока к изделию до оси электрода величина сварочного рабочего тока будет меньше, чем значение, определенное по вышеприведенной зависимости, то эффекта отклонения сварочной дуги в сторону от токоподвода наблюдаться не будет. Отклонение дуги визуально начинает определяться только при значениях сварочного рабочего тока больших, чем значение, определенное по вышеприведенной зависимости. Это объясняется тем, что при небольших значениях сварочного тока величина магнитной индукции собственного магнитного поля дуги настолько мала, что искривление (т.е. нарушение симметрии) этого поля не способно вызывать изменение пространственного положения дуги. Уменьшая расстояние от оси электрода до точки ввода тока в изделие, при неизменной величине сварочного тока, можно добиться значительного искривления собственного магнитного поля дуги, которое станет достаточным для воздействия на сварочную дугу, и ее отклонение.The above expression for determining the minimum allowable working value of the welding current is obtained as a result of experimental studies conducted by the authors of the method. The studies show that if, at a certain distance from the current supply point to the product to the electrode axis, the value of the welding working current is less than the value determined from the above dependence, then the effect of the welding arc deviating to the side from the current supply will not be observed. The arc deviation visually begins to be determined only when the values of the welding operating current are greater than the value determined from the above dependence. This is explained by the fact that for small values of the welding current, the magnitude of the magnetic induction of the intrinsic magnetic field of the arc is so small that the curvature (i.e., symmetry breaking) of this field is not able to cause a change in the spatial position of the arc. By reducing the distance from the axis of the electrode to the point of current input into the product, at a constant value of the welding current, it is possible to achieve a significant curvature of the intrinsic magnetic field of the arc, which will become sufficient to affect the welding arc, and its deviation.
Частоту переключения подвода тока между отдельными точками назначают не более 4 Гц. Такое количественное значение максимально допустимой частоты коммутации электрических цепей вытекает из результатов экспериментальных исследований, проведенных авторами способа, которые показывают, что при частоте переключения подвода тока между отдельными точками токоподвода более 4 Гц эффекта отклонения дуги не наблюдается. Это объясняется инерционностью сварочной дуги. При частоте изменения пространственного положения дуги более чем 4 Гц дуга не успевает реагировать на происходящие изменения и перестает изменять свое пространственное положение, горя по центру стыка.The switching frequency of the current supply between individual points is assigned no more than 4 Hz. Such a quantitative value of the maximum allowable switching frequency of electrical circuits follows from the results of experimental studies conducted by the authors of the method, which show that when the switching frequency of the current supply between the individual points of the current supply is more than 4 Hz, the effect of arc deflection is not observed. This is due to the inertia of the welding arc. At a frequency of changes in the spatial position of the arc of more than 4 Hz, the arc does not have time to respond to the changes and ceases to change its spatial position, burning in the center of the junction.
Примером применения предлагаемого способа может являться процесс автоматической аргонодуговой сварки корневого слоя шва неплавящимся электродом дугой, управляемой собственным магнитным полем соединения пластин из стали 10 толщиной 5 мм и длиной 150 мм.An example of the application of the proposed method may be the process of automatic argon-arc welding of the root layer of the seam with a non-consumable electrode arc controlled by its own magnetic field of the connection of plates of
Пластины имеют следующие параметры подготовки и сборки кромок под сварку:The plates have the following parameters for preparing and assembling edges for welding:
- угол скоса каждой кромки изменяется по длине стыка от 25 до 30°;- the bevel angle of each edge varies along the length of the joint from 25 to 30 °;
- величина зазора в собранном стыке изменяется по длине от 0 до 2 мм;- the gap in the assembled joint varies in length from 0 to 2 mm;
- притупление кромки по длине стыка меняется в пределах от 0 до 0,5 мм;- blunting of the edge along the length of the joint varies from 0 to 0.5 mm;
- на участке длиной 50 мм имеется смещение кромок величиной до 0,5-1 мм.- on a section with a length of 50 mm there is an offset of the edges up to 0.5-1 mm in size.
Для сварки используется токоподвод с двумя отдельными точками подвода тока к изделию. Токоподвод конструктивно соединен со сварочной горелкой и перемещается вместе с ней по поверхности изделия, обращенной к горелке, со сварочной скоростью. Конструкция токоподвода приведена на фиг.5. Токоподвод состоит из двух симметричных частей. Каждая часть состоит из стального основания 10, которое через изолятор 11 крепится на корпусе сварочной горелки 6. Для надежного поджатия графитовых контактов токоподвода 4 и 5 к поверхности изделия (в частности, при наличии смещения кромок) используются стальные пружины 12. С одной стороны пружина прикреплена к основанию 10, а к другой стороне пружины с помощью болта, шайбы и гайки крепится графитовый контакт 4 или 5 цилиндрической формы. Клемма провода 13 от источника питания крепиться к каждой части токоподвода с помощью болта и гайки 14. Графитовый контакт 4 или 5 с пружиной 12 могут перемещаться по основанию 10 для регулировки расстояния от оси электрода горелки 6 до каждого графитового контакта.For welding, a current lead with two separate points of current supply to the product is used. The current lead is structurally connected to the welding torch and moves with it along the surface of the product facing the torch at a welding speed. The current lead design is shown in Fig.5. The current lead consists of two symmetrical parts. Each part consists of a
Способ, описываемый в примере, реализуется по схеме, когда ток к каждому из двух графитовых контактов, через которые ток вводится в изделие, подводится по своему отдельному каналу подвода тока от источника питания (фиг.3). Для реализации такого подхода используется источник питания с измененной схемой выпрямительного блока. Принципиальная электрическая схема такого выпрямителя показана на фиг.6. Напряжение от силового трансформатора Т1 поступает на выпрямительный блок. В выпрямительном блоке вместо шести тиристоров, как в обычных выпрямителях, используется девять VS1-VS9 (по одному тиристору в каждое из трех дополнительных плеч выпрямительного блока). Работой выпрямительного блока источника питания управляет электронный блок управления 7 (электронный коммутатор). Для повышения помехоустойчивости блок управления гальванически развязан с силовой частью посредством элементов гальванической развязки Т2-Т7. Напряжение с одного полюса выпрямительного блока подается, через стабилизирующий дроссель L1, на неплавящийся электрод 2, а два выхода второго полюса выпрямительного блока подключаются к изделию 3 через подвижные контакты 4 и 5. Блок управления управляет как энергетическими параметрами процесса (силой тока, напряжением дуги и пр.), так и параметрами коммутации тока между каналами подвода тока к изделию через контакты 4 и 5. Благодаря отсутствию в схеме управления электромеханических элементов (реле) и наличию гальванической развязки цепей управления и силовых цепей, блок управления обладает большой помехоустойчивостью, а сам источник питания более надежен в работе, чем оборудование, применяемое в прототипе.The method described in the example is implemented according to the scheme, when the current to each of the two graphite contacts, through which the current is introduced into the product, is supplied through its own separate channel for supplying current from the power source (Fig. 3). To implement this approach, a power source with a modified rectifier unit circuit is used. Schematic diagram of such a rectifier is shown in Fig.6. The voltage from the power transformer T1 is supplied to the rectifier unit. In the rectifier block, instead of six thyristors, as in conventional rectifiers, nine VS1-VS9 are used (one thyristor in each of the three additional arms of the rectifier block). The operation of the rectifier unit of the power source is controlled by an electronic control unit 7 (electronic switch). To increase noise immunity, the control unit is galvanically isolated from the power unit by means of galvanic isolation elements T2-T7. The voltage from one pole of the rectifier unit is supplied, via the stabilizing inductor L1, to the
Отрицательный полюс источника питания соединен, с помощью силового кабеля, с электродом 2 (фиг.6) сварочной горелки. Каждый из двух графитовых контактов 4 и 5 токоподвода соединен с одним из двух положительных полюсов источника питания, с помощью силового кабеля.The negative pole of the power source is connected, using a power cable, with the electrode 2 (Fig.6) of the welding torch. Each of the two
Чтобы получить качественное сварное соединение и компенсировать негативное влияние неравномерности параметров подготовки и сборки стыка по его длине устанавливают следующие параметры режима сварки:In order to obtain a high-quality welded joint and compensate for the negative effect of the unevenness of the parameters of preparation and assembly of the joint along its length, the following parameters of the welding mode are set:
- расстояние от оси электрода до оси цилиндрического графитового контакта токоподвода устанавливают одинаковым для каждого из двух плеч токоподвода и равным 30 мм;- the distance from the axis of the electrode to the axis of the cylindrical graphite contact of the current supply is set the same for each of the two arms of the current supply and equal to 30 mm;
- частота коммутации тока между двумя контактами токоподвода 1,5 Гц (что соответствует времени цикла Тсв=0,67 с (см. фиг.2));- the frequency of the current switching between the two contacts of the current supply 1.5 Hz (which corresponds to the cycle time T St = 0.67 s (see figure 2));
- время горения дежурной дуги Тд.д.=0,1 с;- the burning time of the duty arc T d.d. = 0.1 s;
- скважность коммутации - 50% (т.е. время горения дуги в каждом из двух ее крайних отклоненных положениях одинаково), что, при времени горения дежурной дуги 0,1 с, соответствует времени горения дуги в каждом крайнем отклоненном положении T1=T2=0,28 с;- switching duty - 50% (i.e., the arc burning time in each of its two extreme deflected positions is the same), which, when the duty arc burns for 0.1 s, corresponds to the arc burning time in each extreme deflected position T 1 = T 2 = 0.28 s;
- величина сварочного рабочего тока для каждого из двух каналов одинакова и составляет Ip1=Ip2=130 A (при минимально допустимом токе 19 А). Величина рабочего тока во времени неизменна (т.е. сварка в непрерывном режиме);- the value of the welding operating current for each of the two channels is the same and is I p1 = I p2 = 130 A (with a minimum permissible current of 19 A). The value of the operating current in time is unchanged (i.e., welding in continuous mode);
- величина тока дежурной дуги, пропускаемого одновременно по каждому из двух каналов, составляет Iд.д=40 А;- the magnitude of the current on-duty arc, passed simultaneously on each of the two channels, is I dd = 40 A;
- диаметр вольфрамового электрода 3 мм;- diameter of the
- длина дуги 3 мм (что соответствует напряжению на дуге примерно 12 В);-
- скорость сварки 16,5 см/мин;- welding speed 16.5 cm / min;
- расход аргона 6 л/мин.- argon flow rate of 6 l / min.
Графическое изображение цикла сварки соответствует приведенному на фиг.2, при равенстве углов отклонения дуги α1 и α2.A graphical representation of the welding cycle corresponds to that shown in figure 2, with the equality of the arc deflection angles α1 and α2.
Указанный режим является базовым и позволяет полностью компенсировать негативное влияние неравномерности углов скоса кромки, притупления кромки и неравномерность величины зазора по длине стыка.The specified mode is basic and allows you to fully compensate for the negative effect of the unevenness of the bevel angles, blunting of the edge and the unevenness of the gap along the length of the joint.
Как только при сварке встречается участок со смещением кромок, это сразу вызывает удлинение дуги, при горении на более удаленную от электрода кромку, на 0,5-1 мм. Это, в свою очередь, вызывает рост напряжения дуги, т.е. увеличение ее тепловой мощности. Возникает опасность прожога кромки. Также затрудняется образование единой сварочной ванны, поскольку геометрия стыка нарушена. Поэтому, чтобы исключить появление прожогов на участке со смещением кромок, необходимо скорректировать режим сварки. В указанном выше режиме сварки меняются следующие параметры:As soon as during welding there is a section with a displacement of the edges, this immediately causes an extension of the arc, when burning to an edge farther from the electrode, by 0.5-1 mm. This, in turn, causes an increase in arc voltage, i.e. increase in its thermal power. There is a danger of burn-through of the edge. The formation of a single weld pool is also difficult, since the geometry of the joint is broken. Therefore, in order to exclude the occurrence of burns in the area with a displacement of the edges, it is necessary to adjust the welding mode. In the above welding mode, the following parameters are changed:
- сварочный рабочий ток при горении дуги на более удаленную от электрода кромку уменьшаем до Ip1=120 A (это делается с целью поддержания постоянной величины тепловой мощности дуги и исключения прожога более удаленной кромки);- the welding working current when burning the arc to an edge farther from the electrode is reduced to I p1 = 120 A (this is done in order to maintain a constant value of the thermal power of the arc and to exclude burn through of the farther edge);
- при протекании тока через второй канал, когда дуга горит на ближнюю к электроду кромку, устанавливаем импульсный режим горения дуги: назначаем два импульса со следующими параметрами:- when current flows through the second channel, when the arc burns to the edge closest to the electrode, set the pulse mode of arc burning: assign two pulses with the following parameters:
- ток импульса Ip2и=150 A, ток паузы Ip2=40 A; скважность 60% (что соответствует времени импульса tи=0,09 с, и времени паузы tп=0,06 с). Циклограмму процесса см. на фиг.2 (штриховой линией).- pulse current I p2i = 150 A, pause current I p2 = 40 A; duty cycle of 60% (which corresponds to a pulse time of t and = 0.09 s, and a pause time of t p = 0.06 s). The process flow diagram, see figure 2 (dashed line).
Остальные параметры процесса сварки остаются неизменными. Ток, протекающий по второму каналу, сделали импульсным, чтобы упростить процесс образования монолитной сварочной ванны между двумя свариваемыми кромками, при наличии смещения между ними (а именно для того, чтобы уменьшить мгновенный объем жидкого металла в сварочной ванне). Величину рабочего тока импульса увеличили до 150 А, чтобы обеспечить необходимое проплавление кромки, поскольку при переходе в импульсный режим тепловложение в кромку уменьшается. Переход от базового режима к скорректированному и обратно происходит по команде, подаваемой блоком управления (инициализация команды может выполняться автоматически или при нажатии кнопки оператором).The remaining parameters of the welding process remain unchanged. The current flowing through the second channel was made pulsed in order to simplify the process of forming a monolithic weld pool between two welded edges, in the presence of an offset between them (namely, in order to reduce the instantaneous volume of liquid metal in the weld pool). The value of the operating pulse current was increased to 150 A to provide the necessary penetration of the edge, since when switching to the pulse mode, the heat input to the edge decreases. The transition from the basic mode to the corrected one and vice versa takes place according to a command given by the control unit (initialization of the command can be performed automatically or when the operator presses a button).
На указанных режимах выполнили сварку корневого слоя шва пластин без применения присадочной проволоки. Полученное сварное соединение в корневом слое шва получилось без дефектов (без прожогов или непроваров). Ширина корневого слоя шва составила 7±0,5 мм.In these modes, the root layer of the seam of the plates was welded without the use of filler wire. The resulting weld in the root layer of the seam turned out without defects (without burns or lack of penetration). The width of the root layer of the suture was 7 ± 0.5 mm.
Для демонстрации эффективности способа собрали еще две пластины с аналогичными, указанными ранее, параметрами подготовки и сборки кромок под сварку (с таким же зазором, углом скоса, притуплением и смещением кромок). Сварку нового соединения выполнили классическим способом автоматической аргонно-дуговой сварки, без изменения пространственного положения дуги (т.е. при горении дуги по центру стыка). Ток при сварке составил 130 А, длина дуги 3 мм (что соответствует напряжению на дуге примерно 12 В), скорость сварки 16,5 см/мин, расход аргона 6 л/мин. В результате сварки корневого слоя шва соединения пластин получен корневой слой с неравномерной шириной от 7 до 10 мм и с прожогом свариваемых кромок общей протяженностью 45% от длины стыка (участок прожога совпал с участком, на котором имелось смещение кромок, а также с участком без смещения, но с зазором в стыке величиной 1-2 мм). Т.е. шов получился некачественным на 45% своей длины. При этом размах ширины шва составил от 7 до 10 мм, т.е. в пределах 3 мм, в то время как на первом образце, выполненном предлагаемым способом сварки, размах ширины шва составил всего 1 мм при отсутствии дефектов в сварном шве.To demonstrate the effectiveness of the method, two more plates were assembled with the same parameters for preparing and assembling edges for welding (with the same clearance, bevel angle, blunting, and edge displacement), as indicated earlier. The welding of the new joint was performed by the classical method of automatic argon-arc welding, without changing the spatial position of the arc (i.e., when the arc burns in the center of the joint). The welding current was 130 A, the arc length was 3 mm (which corresponds to an arc voltage of about 12 V), the welding speed was 16.5 cm / min, and the argon flow rate was 6 l / min. As a result of welding the root layer of the joint of the plate joint, a root layer with an uneven width of 7 to 10 mm and with a burn-through of the welded edges with a total length of 45% of the joint length was obtained (the burn section coincided with the section where the edges were displaced, as well as the section without displacement but with a gap at the joint of 1-2 mm). Those. the seam turned out to be of poor quality at 45% of its length. In this case, the span of the seam width was from 7 to 10 mm, i.e. within 3 mm, while on the first sample made by the proposed welding method, the span of the seam width was only 1 mm in the absence of defects in the weld.
Таком образом, показана возможность практической реализации предлагаемого способа сварки с помощью известных в технике средств и возможность достижения положительного технического эффекта в виде увеличения качества сварного соединении, и повышения стабильности размеров его размеров (что свидетельствует об увеличении стабильности качества и снижении степени влияния различных возмущений на качество сварного соединения).Thus, the possibility of practical implementation of the proposed welding method using methods known in the art and the possibility of achieving a positive technical effect in the form of increasing the quality of the welded joint and increasing the dimensional stability of its dimensions (which indicates an increase in the quality stability and reducing the degree of influence of various perturbations on the quality welded joint).
Описанный пример предлагаемого способа сварки может быть также реализован по схеме, при которой изменение места подключения тока к изделию, относительно оси неплавящегося электрода, происходит за счет механического перемещения контакта токоподвода по поверхности изделия по заданной траектории. Такая схема способа сварки может быть реализована, если в качестве токоподвода применить, например, токоподвод в виде диска катящегося по поверхности изделия, в процессе движения по круговой траектории относительно оси неплавящегося электрода. Пример реализации такого токоподвода показан на фиг.7. Форма токоподвода в виде диска подходит лучше всего потому, что при переходе диска с одной кромки на другую происходит его касание одновременно двух кромок (в точках т.3 и т.4 соответственно), что обеспечивает требуемый, по описанию способа, подвод тока в нескольких точках в процессе коммутации, и отсутствие обрыва дуги. Подвижный контакт токоподвода 4, в виде медного диска, катится по поверхности свариваемых кромок 3 (либо по уже сваренным кромкам, либо по еще не сваренным кромкам) по определенной траектории относительно оси неплавящегося электрода 2 горелки 6. Диск закреплен на горелке с помощью цилиндрической обоймы 15, соединенной с горелкой через подшипник. Обойма и диск соединяются между собой рычагом 16. Для задания различных траекторий движения диска относительно оси неплавящегося электрода может быть использована рычажная система, конструкция которой может быть такой, как показано на фиг.8. Система состоит из рычага 16 и плеча 17, соединенных между собой через шарнир 18. Рычаг 16 расположен так, что ось его вращения совпадает с осью неплавящегося электрода. Ось шарнира 18 является одновременно и осью вращения плеча 17. Рычажная система крепится на горелке 6 с помощью цилиндрической обоймы 15, соединенной с горелкой через подшипник. Вращение рычага 16 производится периодически, когда требуется изменить траекторию движения диска. Как только рычаг 16 занял требуемое положение, его вращение прекращается, и он жестко фиксируется в том положении, которое принял. Вращение плеча 17 вокруг шарнира 18 происходит циклически в процессе сварки. Цикл вращения определяется крайними точками траектории, определяющими расстояния h1 и h2 от подвижного диска до оси электрода. Параметрами цикла вращения являются угол поворота плеча между крайними точками, скорость перемещения между крайними точками, время задержки диска в каждой крайней точке. Изменяя угол поворота рычага 16 вокруг шарнира 18 на оси горелки 6, можно назначать разнообразные траектории движения медного диска 4 и тем самым изменять расстояния h1 и h2 крайних рабочих точек ввода тока в изделие до оси неплавящегося электрода 2. Параметры цикла движения могут задаваться законом работы приводного двигателя. Для этих целей может быть использован, например, шаговый двигатель, позволяющий задавать (программировать) закон своей работы. На фиг.8 показано состояние механической системы, обеспечивающее равные расстояния h1 и h2 от крайних точек траектории до оси неплавящегося электрода. На фиг.9 показано состояние механической системы, обеспечивающее разные расстояния h1 и h2 от крайних точек траектории до оси неплавящегося электрода. Управление энергетическими параметрами процесса (силой тока, законом изменения тока во времени и пр.) происходит за счет программируемого блока управления источником питания, который позволяет реализовать циклограмму работы оборудования по циклограмме, указанной на фиг.2. При этом энергетические параметры регулируются в зависимости от угла поворота шагового двигателя в определенную сторону.The described example of the proposed welding method can also be implemented according to the scheme in which the change in the current connection to the product, relative to the axis of the non-consumable electrode, occurs due to the mechanical movement of the current lead contact along the surface of the product along a predetermined path. Such a scheme of the welding method can be implemented if, for example, a current lead in the form of a disk rolling on the surface of a product is used as a current lead while moving along a circular path relative to the axis of the non-consumable electrode. An example of the implementation of such a current supply is shown in Fig.7. The shape of the current lead in the form of a disk is best suited because when a disk moves from one edge to another, it touches two edges simultaneously (at
Используя предлагаемое оборудование, можно полностью реализовать процесс, описанный в представленном выше примере сварки двух пластин.Using the proposed equipment, it is possible to fully implement the process described in the above example of welding two plates.
Такой вариант реализации способа более простой по исполнению (поскольку не требует изменения конструкции источника питания), однако менее надежен, чем описанный в предыдущем примере, поскольку реализован за счет применения подвижной механической системы, наличие которой уменьшает надежность оборудования.This embodiment of the method is simpler in execution (since it does not require a change in the design of the power source), however, it is less reliable than that described in the previous example, because it is implemented through the use of a movable mechanical system, the presence of which reduces the reliability of the equipment.
Таким образом, предлагаемый способ сварки неплавящимся электродом в защитном газе обеспечивает положительный технический эффект и может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, предлагаемый способ обладает промышленной применимостью.Thus, the proposed method of welding a non-consumable electrode in a protective gas provides a positive technical effect and can be carried out using means known in the art. Therefore, the proposed method has industrial applicability.
Claims (3)
I=4,466·h-0,4·h2+0,0147·h3-0,225·10-3·h4+1,236·10-6·h5,
где I - минимальный сварочный ток дуги, при котором наблюдается эффект отклонения столба дуги, A, h - расстояние от точки подвода тока к изделию до оси неплавящегося электрода, мм, причем при протекании тока через каждую отдельную точку подвода тока к изделию величину сварочного рабочего тока со временем поддерживают неизменной или периодически в виде импульсов изменяют.1. A method of welding in a shielding gas by a non-consumable electrode with a magnetically controlled arc, comprising connecting one pole of the power source through one channel for supplying current to a non-consumable electrode and a second pole through another channel for supplying current to the product by means of current supply and welding, during which current is supplied at each moment of time to one or at the same time to several points on the surface of the product by means of current supply and periodically and repeatedly change the place of connection of current to the product for the programmer arc deflection under the influence of its own magnetic field, characterized in that when the arc is deflected under the influence of its own magnetic field, it is delayed in the extreme deflected position for a predetermined period of time and when the arc moves from one extreme position to another, the standby mode of arc burning is set, while independently they control the magnitude of the welding current and the current of the arc on duty, in the process of changing the place where the current is connected to the product, the current lead is moved synchronously with the non-consumable electrode, controlled by by a switch included in the current supply channel from the power source to the product, the sequence and frequency of switching the current supply between individual points and the duration of the current connection to each point, which are the switching parameters, the contacts of the current supply to the product are placed on the surface of the product from the side facing the welding torch, adjust the angle of the arc deviation from the axis of the electrode, changing the distance from the axis of the electrode to a certain point of current supply to the product at a given value of the welding current, the maximum distance from the axis of the electrode to any current supply point to the product is set to not more than 100 mm, and the current supply switching frequency between individual points is not more than 4 Hz, the welding current is regulated separately when current flows through each current supply point to the product, minimum allowable working value of the welding current is set not less than the value determined by the expression:
I = 4.466 · h-0.4 · h 2 + 0.0147 · h 3 -0.225 · 10 -3 · h 4 + 1.236 · 10 -6 · h 5 ,
where I is the minimum welding arc current at which the effect of deflection of the arc column is observed, A, h is the distance from the current supply point to the product to the axis of the non-consumable electrode, mm, and when the current flows through each separate current supply point to the product, the value of the welding operating current over time, maintain unchanged or periodically in the form of pulses change.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129992/02A RU2401726C2 (en) | 2008-07-21 | 2008-07-21 | Method of welding in protective gas by infusible electrode and magnet-controlled arc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008129992/02A RU2401726C2 (en) | 2008-07-21 | 2008-07-21 | Method of welding in protective gas by infusible electrode and magnet-controlled arc |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008129992A RU2008129992A (en) | 2010-01-27 |
| RU2401726C2 true RU2401726C2 (en) | 2010-10-20 |
Family
ID=42121633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008129992/02A RU2401726C2 (en) | 2008-07-21 | 2008-07-21 | Method of welding in protective gas by infusible electrode and magnet-controlled arc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2401726C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469828C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет | Method of welding elements with large difference in thickness |
| RU2826227C1 (en) * | 2023-08-17 | 2024-09-06 | ЦЗЯНСУ ИксСиЭмДжи КОНСТРАКШН МАШИНЕРИ РИСЕРЧ ИНСТИТЬЮТ ЛТД. | Welding method and welding machine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1097459A1 (en) * | 1982-11-11 | 1984-06-15 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Method of arc welding with nonconsumable electrode |
-
2008
- 2008-07-21 RU RU2008129992/02A patent/RU2401726C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1097459A1 (en) * | 1982-11-11 | 1984-06-15 | Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Method of arc welding with nonconsumable electrode |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2469828C1 (en) * | 2011-07-07 | 2012-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тольяттинский государственный университет | Method of welding elements with large difference in thickness |
| RU2826227C1 (en) * | 2023-08-17 | 2024-09-06 | ЦЗЯНСУ ИксСиЭмДжи КОНСТРАКШН МАШИНЕРИ РИСЕРЧ ИНСТИТЬЮТ ЛТД. | Welding method and welding machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008129992A (en) | 2010-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU686475B2 (en) | Enhanced laser beam welding | |
| EP0316936B1 (en) | Ac tig welding apparatus using hot wire | |
| US10052707B2 (en) | Method and system to use AC welding waveform and enhanced consumable to improve welding of galvanized workpiece | |
| US9782850B2 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding | |
| JP3203668U (en) | Tandem hot wire system | |
| US10086465B2 (en) | Tandem hot-wire systems | |
| EP2379271B1 (en) | Double wire gmaw welding torch assembly and process | |
| US8664568B2 (en) | Arc welding control method and arc welding apparatus | |
| US20130327749A1 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding aluminum to steel | |
| US20110297658A1 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding | |
| US20150028010A1 (en) | System and method of controlling heat input in tandem hot-wire applications | |
| US20150028011A1 (en) | System and method of controlling heat input in tandem hot-wire applications | |
| WO2014009800A2 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity source for welding | |
| WO2015011535A2 (en) | System and method of controlling heat input in tandem hot-wire applications | |
| CN113977046B (en) | A GTAW narrow-gap magnetically controlled arc-hot filament synchronous and asynchronous oscillation device and its application method | |
| RU2401726C2 (en) | Method of welding in protective gas by infusible electrode and magnet-controlled arc | |
| CN112975072A (en) | Method and system for assisting aluminum alloy/steel dissimilar metal melting and brazing by using additional alternating magnetic field | |
| EP1245323A1 (en) | Method and apparatus for building up a workpiece by deposit welding | |
| CN106029280A (en) | Method and system to use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding with controlled arcing frequency | |
| CZ287455B6 (en) | Welding process and apparatus for making the same | |
| CN114247966A (en) | A dual-wire dissimilar material welding and additive method based on variable polarity power supply | |
| SU1623846A1 (en) | Plasma welding plant | |
| RU2381092C2 (en) | Method of making welded joint root pass by nonconsumable electrode in protective gases | |
| JP7153144B2 (en) | STUD WELDING METHOD AND STUD WELDING APPARATUS FOR WELDING A STUD TO A WORKPIECE | |
| RU2763912C1 (en) | Method for plasma surfacing and welding by combination of arcs |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140722 |