SU1109279A1

SU1109279A1 - Method of determining shape of free surface of weldpool

Info

Publication number: SU1109279A1
Application number: SU813281309A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Полуаршинов; Уриэль Исаевич Бирман; Раис Имамутдинович Замалтдинов; Маргарита Степановна Перминова
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6564
Priority date: 1981-04-22
Filing date: 1981-04-22
Publication date: 1984-08-23

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ, при котором сварку ведут электродом в потоке защитного газа в нижнем положении, дугу отключают мгновенно , а форму свободной поверхности сварочной ванны определ ют визуально, отличающийс тем, что, с целью сокращени трудоемкости экспериментальных исследований путем повыщени точности определени формы и размеров свободной поверхности сварочной ванны, в момент отключени дуги концентрично электроду подают дополнительный цилиндрический поток защитного газа с диаметром, равным (V - 0.07S ш где d - диаметр дополнительного потока защитного газа, м; 0,075-эмпирический коэффициент, - коэффициент сосредоточенности газодинамического давлени сварочной дуги, см2, и скоростью истечени доплнительного потока защитного газа, равной V- 21 -J -Т-ЗГрс SS Т - сила тока сварочной дуги. А; где О - плотность газа дополнительного (Л потока, кг/м; К - коэффициент пропорциональности силы давлени сварочной дуги, Н/А2.METHOD FOR DETERMINING THE FORM OF THE FREE SURFACE OF THE WELDING BATH, in which welding is conducted by the electrode in a protective gas flow in the lower position, the arc is switched off instantly, and the shape of the free surface of the weld pool is determined visually, in order to reduce the complexity of experimental studies by increasing the accuracy of determination the shape and size of the free surface of the weld pool, at the time of arc shut-off, an additional cylindrical flow of protective gas from dia equal to (V - 0.07S where d is the diameter of the additional protective gas flow, m; 0.075 is the empirical coefficient, is the concentration ratio of the gas-dynamic pressure of the welding arc, cm2, and the flow rate of the additional protective gas flow equal to V-21 - J T-SGrs SS T is the current strength of the welding arc. A; where O is the additional gas density (L of the flow, kg / m; K is the proportionality coefficient of the pressure force of the welding arc, H / A2.

Description

Изобретение относитс к сварочному производству и может быть использовано при исследовании и разработке процессов дуговой сварки плав щимс и неплавл ющимс электродами в среде защитных газов н сварки погруженной дуг-ой.The invention relates to welding production and can be used in the research and development of arc welding processes with melting and non-melting electrodes in shielded gas and submerged arc welding.

Известен способ фотоисследовани процесса сварки, заключающийс в том, что образец, на котором нроизвод т сварку, помещают между двум кварцевыми стеклами , а зону дуги наблюдают на просвет |1).A known method of photographing the welding process is that the sample on which the welding is produced is placed between two quartz glasses, and the arc zone is observed through the light | 1).

Однако способ исследовани процесса сварки не позвол ет получать точные количественные зависимости размеров свободной тговерхности сварочной ванны от реального режима сварки, так как тепловые процессы , сопровождающие сварку на одном и том же режиме сварки образца и издели , различны.However, the method of studying the welding process does not allow obtaining exact quantitative dependencies of the free surface of the weld pool on the actual welding mode, since the thermal processes accompanying welding in the same welding mode of the sample and the product are different.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению вл етс способ определени формы свободной поверхности сварочной ванны, при котором сварку образца ведут неплав п1имс электродом в потоке защитного газа в нижнем положении, дугу отключают мгновенно, а форму свободной поверхности сварочной ванны определ ют визуально по макрон лифам продольного сечени сварного шва {2.The closest to the technical essence and the achieved effect of the proposed invention is a method for determining the shape of the free surface of the weld pool, in which sample welding is performed with a non-melt electrode in a protective gas flow in a lower position, the arc is switched off instantly, and the shape of the free surface of the weld pool is determined visually macron lifts longitudinal section of the weld {2.

Однако при определении формы свободной поверхности сварочной ванны по известному способу форма кратера, образуюгцегос в результате кристаллизации жидкого металла сварочной ванны, искажена вследствие стекани жидкого металла со стенок кратера в процессе кристаллизации сварочной ван,ны. Известный способ не позвол ет определить действительные размеры свободной поверхности сварочной ванны, существуюп ей в процессе сварки и измен ющейс в зависимости от параметров режима.However, when determining the shape of the free surface of the weld pool by a known method, the shape of the crater, formed as a result of crystallization of the molten metal of the weld pool, is distorted due to the flow of the molten metal from the walls of the crater during the crystallization process of the weld pool. The known method does not allow to determine the actual dimensions of the free surface of the weld pool, which exists during the welding process and varies depending on the parameters of the mode.

Дл выбора оптимального режи.ма сварки необходимо выполн ть большое количество трудоемких экспериментов (разрезка образцов , либо проведение рентгеновского контрол сварных щвов).To select the optimal welding mode, a large number of time-consuming experiments must be performed (cutting samples or conducting X-ray inspection of welded shchiv).

Целью изобретени вл етс сокращение трудоемкости экспериментальных исследований путем пoвыnJeни точности определени формы и размеров свободной поверхности сварочной ванньгThe aim of the invention is to reduce the laboriousness of experimental studies by increasing the accuracy of determining the shape and size of the free surface of the welding machine.

Иоставленна цель дости1аетс тем, что согласно способу определени формы свободной поверхности сварочной ванны, при котором сварку ведут электродом в тютоке защитногО газа в нижнем положении, дугу отключают мгновенно, а форму свободной поверхности сварочной ванны определ ют визуально , в момент отключени дуги концентрично электроду подают дополнительный цилиндрический поток защитного газа с диаметром , раннымThe goal is achieved by the method of determining the shape of the free surface of the weld pool, in which welding is conducted by the electrode in the protective gas supply box in the lower position, the arc is switched off instantly, and the shape of the free surface of the weld pool is determined visually; cylindrical flow of protective gas with a wound diameter

, 0,075, 0.075

((

а but

где а - диаметр дополнительного потокаwhere a is the diameter of the additional flow

за1цитного газа, м;free gas, m;

0,075-эмнирический коэффициент, « - коэффициент сосредоточенности газсдинамического давлени сварочной дуги, см,0.075-emic coefficient, "- concentration coefficient of gas dynamic pressure of the welding arc, cm,

и скоростью истечени дополнительного потока защитного газа, равнойand the flow rate of the additional protective gas flow equal to

00

РR

сила тока сварочрюй дуги. А; current of the arc arc. BUT;

где I Я плотность газа донолрштельного потока, where I am the gas density of the donor stream,

к - коэффициент пропорциональности силы давлени сварочной дуги, k is the proportionality factor of the pressure force of the welding arc,

5 Н/А2.5 N / A2.

При With

параметрах дополнительного нотоопредел емых по выражени м (I) газа.the parameters of additional noto-definable by expressions (I) gas.

к а и (2), его силовое воздействие идентично силовому воздействию столба дуги.to a and (2), its power action is identical to the force effect of the arc column.

На фиг. 1 и 2 изображена схема подачи FIG. 1 and 2 shows the flow diagram

0 газа в сварочную ванну; на фиг. 3 -- кривые распределени давлени свободной дуги , сжатой дуги и струи защитного газа.0 gas in the weld pool; in fig. 3 shows pressure distribution curves for a free arc, a compressed arc and a jet of protective gas.

Сварочна дуга 1 оплавл ет изделие 2, образу сварочную ванну 3, котора , кристаллизу сь , образует сварной шов 4. В процессе сварки дл защиты л идкого металла сварочной ванны от воздействи атмосферы подают защитный газ 5. В момент отключени дуги I в ванну 3 концентрично электроду б сварочной горелки 6 подают дополнительный цилиндрический поток 7 защитного газа, который фор.мируетс специальным соплом 8. Дополнительный поток 7 защитного газа своим давлением поддерживает стенки кратера сварочной ванны в том положении, в котором они находились в процессе сварки , при этом металл на стенках кратера сварочной ванны кристаллизуетс , т. е. фиксируетс свободна поверхность сварочной ванны.The welding arc 1 melts the product 2, forming the welding bath 3, which crystallizes to form the weld 4. During the welding process, protective gas 5 is supplied to protect the liquid metal of the welding bath from the atmosphere. At the moment the arc I turns off, the bath 3 concentric The electrode B of the welding torch 6 is supplied with an additional cylindrical flow 7 of protective gas, which is formed by a special nozzle 8. The additional flow 7 of protective gas with its pressure supports the walls of the crater of the weld pool in the position in which they found Referring to the welding process, the metal in the weld pool crater walls crystallized, t. e. fixed free surface of the weld pool.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Проводитс определение свободной поверхности сварочной ванны при сварке сжатой дугой титанового сплава ОТ-4.A determination is made of the free surface of the weld pool when welding with compressed arc of titanium alloy OT-4.

Режим сварки: 1. 60 А, рассто ние от сопла плазмотрона до образца составл ет 2,0-10 м, диаметр равен 3,0-10- м, расход плазмообразующего газа - 5,66 X, X 10 , сила давлени дуги составл ет Р 7,0-10 Н, соответствующий коэффициент пропорциональности К 1,94 X X 10 И/А2, а коэффициент сосредоточенности газодинамического давлени дуги Л 25 см-2.Welding mode: 1. 60 A, the distance from the plasma torch nozzle to the sample is 2.0-10 m, the diameter is 3.0-10 m, the flow rate of the plasma gas is 5.66 X, X 10, the arc pressure force is It is P 7.0-10 N, the corresponding proportionality coefficient K is 1.94 XX 10 I / A2, and the concentration ratio of the gas-dynamic pressure of the arc is L 25 cm-2.

По формуле (1) определен диаметр сопла , через которое дополнительный поток газа в ванну, d 3,0-10 м. Поэтому в качестве сопла, формирующего дополните .льиый цилиндрический поток газа, используетс сопло п,тазмотрг)на cвaf)oчнoй горелки .The diameter of the nozzle through which the additional gas flow into the bath, d 3.0–10 m, is determined by the formula (1). Therefore, the nozzle n, tazmotrg) on a cvafaf) burner is used as a nozzle forming an additional cylindrical gas flow.

Claims

METHOD FOR DETERMINING THE FORM OF A FREE WELDING SURFACE SURFACE, in which the electrode is welded in the protective gas stream in the lower position, the arc is turned off instantly and the shape of the free surface of the weld pool is determined visually, characterized in that, in order to reduce the complexity of experimental studies by increasing the accuracy of determination the shape and size of the free surface of the weld pool, at the time of arc shutdown, an additional cylindrical protective gas stream with a diameter is supplied concentrically to the electrode, equal

0,075 where d is the diameter of the additional flow of protective gas, m;

0.075 empirical coefficient, m / cm ² ;

- the coefficient of concentration of the gas-dynamic pressure of the welding arc, cm ' ² , and the flow rate of the additional flow of protective gas equal to

V- V ~ K where I is the current of the welding arc, A; sg

j) is the gas density of the additional stream, kg / m ³ ;

K is the coefficient of proportionality of the pressure of the welding arc, N / A ² .

SU. „> 1109279

Figure 1

I 109279