SU1599168A2 - Способ дуговой сварки плав щимс электродом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к дуговой сварке металлов плав щимс  электродом и предназначено дл  сварки конструкций из стали малых и средних толщин со швами, расположенными во всех пространственных положени х. Цель изобретени  - улучшение формировани  шва, уменьшение разбрызгивани  и повышение производительности сварочных аппаратов. Дуговую сварку плав щимс  электродом осуществл ют на пологопадающей и жесткой характеристике источника питани  дуги. На крутопадающем участке внешней характеристики скорость изменени  тока заданий выбирают в пределах 150-200 КА/с. При переходе на пологопадающий или жесткий участок скорости изменени  тока увеличивают от 250 до 400 КА/с. При этом при достижении величин тока равных I_макс=300+К(D_э-1), где D_э - диаметр электрода, K @ (250

400). Скорость изменени  тока уменьшают до значений 20-40 КА/с. Способ позвол ет заменить в производстве стальных металлоконструкций ручную дуговую сварку и обычную сварку в СО₂. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к дуговой сварке металлов плав щимс  электродом и предназначено, в частности, дл  сварки конструкций из стали малых и средних толщин со швами, расположенными во всех пространственных положени х .

Цель изобретени  - улучшение формировани  шва, уменьшение разбрызгиг. вани  и повышение производительности при выполнении сварки в защитных газах .

Способ сварки осуществл ют следую-: щим образом.

Плав щийс  электрод и изделие под-, клктчены к клеммам источника питани , именнцего комбинированную внешнюю характеристику - крутопадающую в диапазоне рабочих режимов сварки и полого- падающую или жесткую ветвь.

(Источник питани  настраиваетс  так, чтобы обеспечить горение дуги при заданных рабочих значени х напр - . жени х и тока на крутопадающей ветви внешней характеристики, а напр жение перехода с крутопадающей на жесткую ветвь бьто бы на 15-20% меньше рабочего напр жени  сварки, т.е. было бы равно (0,80-0,85) U,.g . Помимо этого, источник питани  обеспечивает скорос- ти изменени  тока при работе на крутопадающий ветви в пределах от I50 200 КА/с, а приопереходе на полого- падающий участок в пределах от 250 до 400 КА/с с уменьшением скорости нарастани  тока короткого замыкани 

ICm

IL-ad.

С5 00

ю

т 20 до 40 КА/с при достижении велиин , равных 300 + K(d3 О А, где j - диаметр электрода в мм,К е 250; 00..

Начало сварки выполн ют путем кооткого замыкани  электрода с изделием одним из известных способов. Посе зажигани  дуги и достижени  заданных рабочих значений напр жени  Uj-g |Q и тока сварки Ij j начинаетс  стабиль-; ное течение процесса сварки.

Обычные колебани  напр жени  дуги на величину до 10% не вызьгоают значительного изменени  величины тока.Вмес- j те с тем-крутопадак ца  внешн   характеристика обеспечивает возможность дуге раст гиватьс  на значительно большую величину, чем при питании от источника с поглощающей или жесткой, внешней jn характеристикой. Высокие скорости изменени  тока, которые задают в пределах от 150 ДО 200 КА/с, обеспечивают даже при небольших изменени х тока смещение капли к ванне, а зачастую и 25 отрыв капли от электрода и сброс ее в ванну. Если капл  не оторвалась, то ее смещение к ванне приводит к быстрому уменьшению длины дуги и снижению напр жени  дуги. При снижении р жени  на величину больше 20% от ра- бочего напр жени  сварки питание дуги переводитс.  на пологопадающую ветвь внешней характеристики, на которой .скорость изменени  тока увеличиваетс  от 250 до 400 КА/с. В результате при . переходе на пологопадающую ветвь внешней характеристики в цепи резко увеличиваетс . Однако при достижении, значений, равных 300 + K(d -1) А . скорость изменени  тока уменьшают до значений от 20 до 40 КА/с, что практически ограничивает дальнейшее увеличение тока. Под действием электро-, динамических сил, увеличивающихс  практически безынерционно с ростом тока, происходит отрыв капли от электрода и сброс ее в ванну. Поскольку величина тока была ограничена, то сила взрыва при перегорании шейки между каплей и электродом не вызывает разбрызгивани  металла и расплескивани  ванны. После обрыва капли резко увеличиваетс  длина дуги и оплавле- ние электрода. При достижении значений напр жени  дуги равных 0,8-0,85 рабочих напр жений сварки, питание дуги автоматически переводитс  на кру- топадак цую внешнюю характеристику.

45

50

5

0

на которой продолжаетс  плавление детали, электродной проволоки и oбpa- зование на ее конце следующей капли и весь процесс в дальнейшем повтор етс .

При осуществлении процесса с короткими замыкани ми дпину дуги задают ; равной 1-2 диаметрам электрода. Начало процесса сварки вьтот лют одним из известных методов, например путем закорачивани  электродной проволоки на деталь и пережигани  ее током короткого замыкани . После зажигани  дуги питание ее выполн етс  на крутопадающей ветви внешней характеристики. Ток, достигший значительной величины .при пережигании электрода, быстро оплавл ет .электрод, на конце которого образуетс  капл . Вследствие большой скорости изменени  тока, задаваемой на крутопадакщей ветви, равной от 130 до 200 КА/с, ток быстро уменьшаетс , что вызывает резкое снижение скорости плавлени  электродной проволоки и давлени  дуги.

В .результате конеЦ электрода с каплей быстро приближаетс  к ванне, а поверхность ванны движетс  к элек- троду. В момент их соприкосновени  напр жение резко уменьшаетс  и автог матически происходит переход на пологопадающую ветвь внешней характеристики . Ток в цепи резко увеличиваетс , растут электродинаЬшческие силы, ускор ющие переход капли в ванну. При достижении значений, равных 300 + + K(dj - 1)А, скорость тока уменьшают с 250-400 КА/с до 20.-40 КА/с. В результате переторание шейки между каплей и электродом происходит при сравнительно небольших токах, велич.ина которых задаетс  в зависимости от , диаметра электрода и котора  мало измен етс  при практически измен ющихс  длительност х коротких замыканий. В результате этого снижаетс  разбрызгивание и улучшаетс  формирование шва. После перегорани  шейки капл  переходит в ванну. При перегорании шейки зажигаетс  дуга и напр жение дуги резко увеличиваетс . При значени х напр жени , превьш1ак цих от 0,8 до 8,85 напр жени  сварки, происходит переход на питание дуги на крутопада- , юшую ветвь внешней характеристики, скорость применени  тока увеличиваетс  с 20-40 до 150-200 КА/с.

51599168

В результате имеет место быстрое плавление конца электрода.

Однако ток дуги, равный в начале оку короткого замыкани , быстро

меньшаетс , соответственно снижаетс  скорость плавлени  электрода. Поскольку .скорость подачи электрода остаетс  неизменной, то конец электрода с каплей быстро приближаетс  к д ванне.

Уровень ванны в результате снижени  давлени  дуги смещаетс  в сторону капли ,Капл  с ванной соприкасаютс .Напр жение резко снижаетс  и питание авто- j матически переходит с крутопадающей ветви на пологопадающую. Ток в цепи увеличиваетс . При достижении значений , равных 300 + KCdj - )А,скорость роста тока уменьшаетс  с 250-4 00 до 20 20-40 КА/с. Благодар  этому капл  под действием электродинамических сил умеренных значений быстро перемещаетс  к ванне и переходит в нее, а образовавша с  шейка перегорает при не- 25 большом токе, что обеспечивает хорошее формирование шва с мелкочешуйча-. той поверхностью и небольшое разбрызгивание металла. При перегорании шейки между каплей и электродом зажига- ЗО етс  дуга и весь описанный цикл процесса сварки повтор етс .

Пример. Вьтолн ли сварку в СО сталей средних толщин в вертикальном положении методом Сверху- вниз и в нижнем положении.. Сварка ,. производилась проволокой св-08Г2С с защитой дуги сварочной двуокисью углерода . Сварка выполн лась полуавтоматами А-5А7 и ПДГ-508 с питанием от опытного выпр мител , обеспечивающего получение комбинированной - внешней характеристики и скорости изменени  тока от 150- до 200 КА/с на крутопадающей ветви, от 250 до 400 КА/с на пологопадающей ветви и с переходом на 20-40 КА/с при абсолютных значени х амплитуд,тока, равньтх 300 + (dj - О (250-АОО)А. В табл.1 приведены режимы опытных CilapOK на обратной пол рности тавроньж соединений на стал х ВМСТ.Зсп и 09Г2. Швы, вьшолненные на указанных режимах бьши без дефектов, имели плавные очертани  и мелкочешуйчатую поверхность. Разбрызгивание не превышало 3-4%.

Оптимальные значени  скоростей из- менени  тока определ лись опытным путем .

35

40

45

50

55

j 0 5 О

5

0

5

0

5

При значени х параметров меньше указанных пределов наблюдаютс  нарушени  стабильного процесса, ухудшение формировани  шва и увеличение разбрызгивани , все это затрудн ет выпол- полнение вертикальных швов методом Сверху-вниз и сварки с повышенкыми- вылетами электрода, отличающейс  высокой производительностью.

Основные показатели изменени  процесса при запредельных значени х сведены в табл.2.

Режим сварки: диаметр электрода dj 1,4 мм; св-0,8Г2С; защита дуги С0„ расход 10 л/мин; пол рность обратна , ток сварки вертикальных швов 260 А; напр жение 36 В; вылет 14 мм; ток сварки в нижнем положении 380 А; напр жение 36 В; вылет 32 мм; d диаметр капли.

Таким образом, при сварке в СО проволокой СВ-08Г2С на повьшгенных режимах с повьш1енными вылетами электрода и вьтолнением вертикальных швов методом све.рху-вниз с высокими скорост ми сварки, питание дуги в диапазоне рабочих напр жений и токов на крутопадающей ветви внешней характеристики при обеспечении высоких скоростей изменени  тока (150-200 КА/с) с увеличением скоростей изменени  тока до 250-400 КА/с при переходе на пологопадающуто ветвь, при которых капли переход т с электрода в ванну, и ограничении пиков тока при значени х 300 + (dj - О (250-400)А путем снижени  скоростей изменени  тока до 20-40 КА/с обеспечивают при ведении сварки с повьш1енными длинами дуг получение стабильного процесса; сварки с мелкокапельным переносом электродного металла малым разбрызгиванием, хорршим формированием и повьш1енными скорост ми сварки.

Способ дугово сварки может заменить в производстве стальных металлоконструкций ручную дуговую сварку штучными электродами и обычную сварку в COj проволокой СВ-08Г2С с питанием от серийных источников тока ВСЖ-303, ВДГ-303, ВДУ-505, ВЛУ-506, ВС-600М и др. Способ обеспечивает повышение . скоростей сварки в 1,5-3 раза и облегчает услови  руда, а по сравнению с обычной сваркой в СОх дополнительно обеспечивает уменьшение разбрызгивани , улучшение формировани  швов и

соответственно снижение расходов на очистку изделий от брызг, экономию сварочной проволоки., газа и электроэнергии .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ дуговой сварки плав щимс  электродом по авт.св. № 1148741, о тличающийс  тем,что,с целЫо улучшени  формировани  шва, уменьшени  разбрызгивани  и повышени  производительности , скорость изменени  тока на крутопадающем участке внешней характеристики выбирают равной 150- 200 КА/с, а при переходе на пологопа- дающий или жесткий участок -внешней характеристики скорость изменени  тока выбирают 250-400 КА/с и при достижении величины тока I 300 + ;+K(),

   где d 3 - дийметр электрода, мм; 400, скорость изменени  тока уменьшают до значени  20 - 40 КА/с,

   т а в л н U I