RU2429111C2 - Комбинированный способ импульсного управления процессом сварки плавящимся электродом - Google Patents
Комбинированный способ импульсного управления процессом сварки плавящимся электродом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2429111C2 RU2429111C2 RU2009125960/02A RU2009125960A RU2429111C2 RU 2429111 C2 RU2429111 C2 RU 2429111C2 RU 2009125960/02 A RU2009125960/02 A RU 2009125960/02A RU 2009125960 A RU2009125960 A RU 2009125960A RU 2429111 C2 RU2429111 C2 RU 2429111C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- pulses
- welding wire
- wire
- arc
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 title description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005032 impulse control Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электродуговой сварки плавящимся электродом сплошного сечения, порошковыми проволоками, самозащитными проволоками в среде активных и инертных газов, смесях Ar+CO2; CO2+O2; Ar+CO2+O2 на обратной и прямой полярности в различных пространственных положениях, в частности к способу комбинированного управления переносом электродного металла при сварке плавящимся электродом. Сварку выполняют короткой дугой или длинной дугой и осуществляют подачу импульсов сварочного тока синхронно с импульсами подачи проволоки или синфазно с импульсами подачи сварочной проволоки. Импульсы сварочного тока и импульсы подачи сварочной проволоки подают с одной частотой и независимо от частоты питающей сети. Импульсы подачи сварочной проволоки в паузах осуществляют при значениях скорости движения проволоки, равных нулю или не равных нулю. В результате достигается повышение качества сварного соединения за счет синхронного совмещения импульсов подачи сварочной проволоки и импульса сварочного тока. 9 ил.
Description
Изобретение относится к области электродуговой сварки плавящимися электродами сплошного сечения, порошковыми проволоками, самозащитными проволоками в среде активных и инертных газов, а также их смесях Ar+CO2; CO2+O2; Ar+CO2+O2, на обратной и прямой полярности.
Известен способ сварки металлов двойными импульсами [Kemppi Pro Evolution. Сварка алюминия двойным импульсом. // Сварка в Сибири. - 2003. - №1. - С.47-50].
Сущность этого способа заключается в том, что при сварке плавящимся электродом в аргоне на нормально горящую дугу при базовом токе с целью отрыва и переноса капли электродного металла в сварочную ванну подают импульсы с частотой 50-250 Гц и с амплитудой, превышающей критическое значение тока для конкретных условий сварки. Помимо пульсаций тока осуществляют импульсную подачу сварочной проволоки с частотой импульсов 2,7-3 Гц. При этом скорость подачи сварочной проволоки колеблется относительно заданного среднего значения, а базовый ток и частота импульсов, отрывающих капли, пульсируют. Мощность дуги во время импульса подачи сварочной проволоки существенно выше, чем при традиционной импульсно-дуговой сварке при постоянной скорости подачи, а вид сварного шва из-за малой частоты импульсов подачи проволоки крупночешуйчатый.
Недостатки данного способа следующие: расплавление капель электродного металла происходит при различных значениях базового тока, напряжения дуги и времени расплавления капли, что существенно влияет на ход металлургических реакций. Крупночешуйчатость шва способствует возникновению подрезов, что создает опасность для конструкций, работающих при динамических нагрузках.
Известен способ комбинированного управления переносом электродного металла при дуговой механизированной сварке в защитных газах, взятый за прототип [Патон Б.Е., Лебедев В.А., Микитин Я.И. Способ комбинированного управления процессом переноса электродного металла при механизированной дуговой сварке. // Автоматическая сварка. - 2006. - №8. - С.27-32].
Сущность этого способа заключается в одновременном применении двух источников импульсов: механического (механизм импульсной подачи) и электрического (генератор импульсов или источник сварочного тока с импульсной составляющей), при этом совмещают во времени импульс подачи сварочной проволоки и импульс сварочного тока, причем питание дуги осуществляют от источника с жесткой внешней характеристикой, а импульсы сварочного тока, подаваемые синхронно с импульсами подачи сварочной проволоки, формируют в виде отрезков полусинусоиды на спадающей ее части от сварочного трансформатора. Частота импульсов привязана к частоте сети и равна 50 и 100 Гц. Длительность импульсов тока определяется углом отпирания тиристоров полууправляемого мостового выпрямителя, включенного между сварочным трансформатором и сварочной дугой. Налагаемые импульсы в зависимости от параметров импульсов тока и сдвига по фазе относительно начала полупериода напряжения сети, от которого запитываются и электромагниты импульсной подачи проволоки, обеспечивают переход капли в сварочную ванну, как во время короткого замыкания, так и без него.
Недостатками способа являются: ограниченные регулировочные возможности, так как используют только два фиксированных значения частоты 50 и 100 Гц; расплавление капель электродного металла происходит при различных значениях базового тока, в случае изменения средней скорости подачи сварочной проволоки; во время паузы плавление капли происходит при уменьшающемся базовом токе и уменьшающемся анодном пятне, через которое тепловой поток дуги вводится в электрод, что приводит к перегреву капли и отрицательно сказывается на качестве сварного соединения. Кроме того, формирование импульсов в виде отрезков полусинусоиды на ее спадающей части существенно снижает коэффициент мощности системы питания.
Задача - повышение качества сварного соединения за счет синхронного совмещения импульса подачи сварочной проволоки и импульса сварочного тока.
Поставленная задача достигается за счет импульсного управления процессом сварки плавящимся электродом, совмещающего во времени импульс подачи сварочной проволоки и импульс сварочного тока. Импульсы сварочного тока и импульсы подачи сварочной проволоки осуществляют с одной частотой, но в различные моменты времени. Импульсы сварочного тока и импульсы подачи сварочной проволоки осуществляют независимо от частоты питающей сети. Импульсы подачи сварочной проволоки осуществляют как при значениях скорости движения проволоки в паузе, равных нулю, так и не равных нулю.
Использование всех отличительных признаков позволяет расширить диапазон применения способа сварки плавящимся электродом с управляемым механизмом переноса электродного металла, снизить газодинамическое воздействие со стороны сварочной дуги, благодаря чему повышается устойчивость горения дуги и улучшается формирование сварного шва.
Сущность заявленного способа поясняется фиг.1-9, на которых приведены циклограммы процесса сварки.
При сварке короткой дугой импульсы сварочного тока подают:
а) синхронно с импульсами подачи сварочной проволоки в момент времени t1 (фиг.1, 2), причем плавление сварочной проволоки осуществляется только во время импульса, а в промежутке между импульсами горит дежурная дуга небольшой мощности, что позволяет получить управляемый перенос электродного металла;
б) синфазно с импульсами подачи сварочной проволоки на интервале времени t1-t3 (фиг.3, 4), т.е. в момент образования надежного контакта капли электродного металла с поверхностью жидкого металла сварочной ванны, что позволяет устранить выброс капли электродного металла в момент закорачивания дугового промежутка;
в) синфазно с импульсами подачи сварочной проволоки на интервале времени t1-t3 после окончания действия паузы (Iп=10-30 А) в момент времени t2, которая вводится синфазно с импульсом подачи сварочной проволоки в момент времени t1 (фиг.5, 6), что позволяет обеспечить надежный контакт капли электродного металла с поверхностью жидкого металла сварочной ванны.
При сварке длинной дугой импульсы сварочного тока подают:
а) синхронно с импульсами подачи сварочной проволоки в момент времени t1 (фиг.1, 2);
б) синфазно с импульсами подачи сварочной проволоки при этом совмещают момент окончания действия нормальногорящей дуги с моментом подачи импульса сварочной проволоки и с моментом введения паузы сварочного тока перед наложением импульса сварочного тока (фиг.5, 6);
в) синфазно с импульсами подачи сварочной проволоки в момент времени t1 (фиг.3, 7, 8, 9), что позволяет получить управляемый перенос электродного металла.
Комбинированный способ импульсного управления процессом сварки плавящимся электродом осуществляется следующим образом: в процессе сварки происходит совмещение импульса подачи сварочной проволоки и импульса сварочного тока в различные моменты времени. Это достигают совмещенным управлением системы импульсной подачи сварочной проволоки и системы импульсного питания, например, при использовании электромагнитной системы, обеспечивающей подачу сварочной проволоки, или при использовании в качестве привода подачи сварочной проволоки системы, работающей по определенной программе совместно с системой импульсного питания, работающей с обратной связью по дуговому напряжению.
Комбинирование системы импульсного питания и системы с импульсной подачей сварочной проволоки повышает стабильность процесса сварки, расширяет регулировочные возможности.
Лабораторные испытания показали возможность использования предлагаемого способа в промышленных условиях. Проведенные исследования для сварки плавящимся электродом в углекислом газе, в аргоне и в смесях на основе аргона показали хорошую устойчивость процесса, улучшение внешнего вида сварных швов (шов мелкочешуйчатый с плавным переходом к основному металлу). Процесс сварки протекает стабильно при частотах от 20 до 130 Гц, что позволяет существенно расширить диапазон используемых частот. При исследовании механических свойств сварных соединений, выполненных сваркой в углекислом газе сварочной проволокой Св-08Г2С на стали 20 в комбинированном и стационарном режимах, выявлено следующее: предел прочности и ударная вязкость при температуре 20°С одинаковые, а при температуре -20°С ударная вязкость сварного соединения, выполненного сваркой в комбинированном режиме, на 30% выше ударной вязкости сварного соединения, выполненного сваркой в стационарном режиме.
Изобретение может быть использовано при изготовлении металлоконструкций в различных областях техники.
Claims (1)
- Способ комбинированного управления переносом электродного металла при сварке плавящимся электродом, включающий подачу импульсов сварочного тока синхронно с импульсами подачи проволоки или синфазно с импульсами подачи сварочной проволоки при сварке короткой дугой или при сварке длинной дугой, при этом импульсы сварочного тока и импульсы подачи сварочной проволоки подают с одной частотой и независимо от частоты питающей сети, а импульсы подачи сварочной проволоки в паузах осуществляют при значениях скорости движения проволоки, равных нулю или не равных нулю.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009125960/02A RU2429111C2 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Комбинированный способ импульсного управления процессом сварки плавящимся электродом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009125960/02A RU2429111C2 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Комбинированный способ импульсного управления процессом сварки плавящимся электродом |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009125960A RU2009125960A (ru) | 2011-01-20 |
| RU2429111C2 true RU2429111C2 (ru) | 2011-09-20 |
Family
ID=44758820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009125960/02A RU2429111C2 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Комбинированный способ импульсного управления процессом сварки плавящимся электродом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2429111C2 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5233158A (en) * | 1989-08-29 | 1993-08-03 | Fanuc Ltd. | Arc welding current and voltage control method |
| RU2120843C1 (ru) * | 1997-07-31 | 1998-10-27 | Производственное объединение "Юргинский машиностроительный завод" | Способ электродуговой сварки |
| RU2191665C2 (ru) * | 2000-11-28 | 2002-10-27 | Открытое акционерное общество "Юргинский машиностроительный завод" | Способ сварки |
| RU2198079C2 (ru) * | 2000-01-31 | 2003-02-10 | Открытое акционерное общество "Юргинский машиностроительный завод" | Способ управления механизмом импульсной подачи сварочной проволоки |
| RU2238827C1 (ru) * | 2003-07-10 | 2004-10-27 | Томский политехнический университет | Способ управления размером капли расплавленного металла при сварке с импульсной подачей сварочной проволоки |
| US6831251B1 (en) * | 1999-11-19 | 2004-12-14 | Fronius International Gmbh | Welding rod drive unit with main and auxiliary drives |
| RU2288820C1 (ru) * | 2005-06-21 | 2006-12-10 | Томский политехнический университет | Способ управления механизмом импульсной подачи сварочной проволоки |
-
2009
- 2009-07-06 RU RU2009125960/02A patent/RU2429111C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5233158A (en) * | 1989-08-29 | 1993-08-03 | Fanuc Ltd. | Arc welding current and voltage control method |
| RU2120843C1 (ru) * | 1997-07-31 | 1998-10-27 | Производственное объединение "Юргинский машиностроительный завод" | Способ электродуговой сварки |
| US6831251B1 (en) * | 1999-11-19 | 2004-12-14 | Fronius International Gmbh | Welding rod drive unit with main and auxiliary drives |
| RU2198079C2 (ru) * | 2000-01-31 | 2003-02-10 | Открытое акционерное общество "Юргинский машиностроительный завод" | Способ управления механизмом импульсной подачи сварочной проволоки |
| RU2191665C2 (ru) * | 2000-11-28 | 2002-10-27 | Открытое акционерное общество "Юргинский машиностроительный завод" | Способ сварки |
| RU2238827C1 (ru) * | 2003-07-10 | 2004-10-27 | Томский политехнический университет | Способ управления размером капли расплавленного металла при сварке с импульсной подачей сварочной проволоки |
| RU2288820C1 (ru) * | 2005-06-21 | 2006-12-10 | Томский политехнический университет | Способ управления механизмом импульсной подачи сварочной проволоки |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПАТОН Б.Е. и др. Способ комбинированного управления процессом переноса электродного металла при механизированной дуговой сварке. Автоматическая сварка, №8, 2006, с.27-32. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009125960A (ru) | 2011-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10052706B2 (en) | Method and system to use AC welding waveform and enhanced consumable to improve welding of galvanized workpiece | |
| RU2481930C2 (ru) | Система и способ увеличения подачи тепла к месту сварки в течение процесса вибродуговой сварки | |
| US20110248007A1 (en) | Arc welding method and arc welding apparatus | |
| US20080264923A1 (en) | Welding system and method with improved waveform | |
| US20130327749A1 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding aluminum to steel | |
| CN103260807A (zh) | 电弧焊接控制方法及电弧焊接装置 | |
| JP2003290927A (ja) | 溶接方法と装置 | |
| WO2014009800A2 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity source for welding | |
| JP2017144480A (ja) | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 | |
| CN108994465A (zh) | 一种脉冲电流调制的等离子-电弧复合焊接方法 | |
| RU2429111C2 (ru) | Комбинированный способ импульсного управления процессом сварки плавящимся электродом | |
| KR20210102967A (ko) | 소모성 전극으로 용접 공정을 제어하기 위한 방법 및 이 유형의 제어기를 갖는 용접 장치 | |
| JP2004223550A (ja) | ２電極アーク溶接方法 | |
| RU2639586C1 (ru) | Способ дуговой механизированной двухэлектродной сварки | |
| WO2015022569A2 (en) | Method and system to start and use combination filler wire feed and high intensity energy source for welding aluminium to steel | |
| JP2008207213A (ja) | 溶接装置 | |
| WO2023095562A1 (ja) | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 | |
| JP4890179B2 (ja) | プラズマミグ溶接方法 | |
| RU2597855C1 (ru) | Способ управления процессом механизированной сварки в среде защитных газов с подачей сварочной проволоки | |
| JP5926589B2 (ja) | プラズマミグ溶接方法 | |
| RU2418661C1 (ru) | Способ сварки трехфазной дугой | |
| JP7000790B2 (ja) | Ｍｉｇ溶接方法及びｍｉｇ溶接装置 | |
| JP7475218B2 (ja) | アーク溶接方法及びアーク溶接装置 | |
| RU2209713C2 (ru) | Способ электродуговой сварки | |
| US12122001B2 (en) | Asynchronous preheating system, method, and apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120707 |