способ электродуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка

Формула изобретения

СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ С КОРОТКИМИ ЗАМЫКАНИЯМИ ДУГОВОГО ПРОМЕЖУТКА, при котором задают время горения дуги, по истечении этого времени уменьшают мощность дуги перед замыканием дугового промежутка, затем мощность дуги увеличивают и повторно снижают мощность к моменту разрыва перемычки, поддерживая ее в течение определенного времени, после чего процесс повторяют, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса сварки, время горения дуги определяют из условия

= (2-4)_кз,

_кз время короткого замыкания,

уменьшение мощности дуги на величину 0,4 0,6 мощности дуги при касании каплей сварочной ванны производят до момента касания каплей сварочной ванны, последующее увеличение мощности дуги поддерживают в течение времени

₁= (0,7-0,9)_кз,

а повторно мощность дуги снижают от 0,2 до 0,3 мощности дуги при разрыве перемычки и поддерживают ее до момента повторного зажигания дуги.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам дуговой сварки плавящимся электродом с короткими замыканиями дугового промежутка и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства.

Известен способ электродуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, при котором к моменту разрыва перемычки кратковременно снижают ток, а затем его увеличивают при достижении заданной величины опорного напряжения дуги [1]

Недостатком способа является трудность определения момента разрыва перемычки, что обеспечивает нестабильность управления переносом электродного металла и формования шва.

Известен способ сварки в углекислом газе пульсирующей дугой с автоматическим изменением наклона внешней характеристики источника питания, при котором ток импульса обеспечивают при работе на жесткой характеристике, а ток паузы на крутопадающей [2]

Недостатком способа является нестабильность процесса при сварке с короткими замыканиями из-за большого разбрызгивания в случае короткого замыкания на пологопадающей характеристике источника и необходимость изменения скорости подачи электродной проволоки при коротком замыкании на кривоподающей характеристике.

Известен способ электродуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, при котором задают время горения дуги, по истечении этого времени уменьшают мощность дуги перед замыканием дугового промежутка, затем мощность увеличивают и повторно снижают мощность к моменту разрыва перемычки, поддерживая ее в течение определенного времени, после чего процесс повторяют [3]

Недостатком этого способа являются неопределенность момента разрыва перемычки и времени горения дуги, что приведет к нестабильности процесса и возрастанию вероятности интенсивного испарения при зажигании дуги и разбрызгиванию металла.

Целью изобретения является повышение стабильности процесса сварки путем управления мощностью и временем горения дуги.

Это достигается тем, что в способе электродуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка, при котором задают время горения дуги, по истечении этого времени уменьшают мощность дуги перед замыканием дугового промежутка, затем мощность дуги увеличивают и повторно снижают мощность к моменту разрыва перемычки, поддерживая ее в течение определенного времени, после чего процесс повторяют, время горения дуги определяют из условия ( = (2-4) _кз где _кз время короткого замыкания, уменьшение мощности дуги на величину (0,4-0,6) мощности дуги при касании каплей сварочной ванны производят до момента касания каплей сварочной ванны, последующее увеличение мощности дуги поддерживают в течение времени ₁, равном (0,7-0,9) _кз, а повторно мощность дуги снижают на (0,2-0,3) мощность дуги при разрыве перемычки и поддерживают ее до момента повторного зажигания дуги.

На фиг.1 показана схема процесса сварки с короткими замыканиями дугового промежутка; на фиг.2 изменение мощности дуги во времени при сварке по известному способу; на фиг.3 изменение мощности дуги во времени в цикле горение дуги короткое замыкание по предлагаемому способу сварки; на фиг.4 блок-схема устройства для осуществления способа.

Способ электродуговой сварки с короткими замыканиями дугового промежутка осуществляют следующим образом.

Процесс сварки плавящимся электродом 1 с короткими замыканиями характеризуется образованием капли 2 на электроде (фиг.1). По мере плавления электрода при горении дуги 3 между электродом и изделием 4, питаемой сварочным источником 5, размер капли 2 увеличивается и в некоторый момент происходит касание капли сварочной ванны 6, т.е. короткое замыкание дугового промежутка 7 до разрыва перемычки 8, после чего возбуждается дуга 3 и процесс повторяется. О возбуждении дуги 3 и коротком замыкании промежутка 7 свидетельствуют сигналы U_д и U_к соответственно. Короткое замыкание фиксируется датчиком 9. В момент возбуждения дуги 3 выделяется наибольшая мощность Р₃ (фиг. 2). По мере горения дуги 3 мощность ее уменьшается до значения Р_к в момент касания капли 2 сварочной ванны 6, т.е. короткого замыкания, время которого _кз. В процессе короткого замыкания мощность дуги 3 возрастает до Р_рп, соответствующей моменту разрыва перемычки 8, после чего процесс повторяется и при возбуждении дуги 3 мощность ее максимальна Р₃.

В соответствии с предложенным способом в процессе сварки плавящимся электродом 1 с короткими замыканиями дугового промежутка 7 фиксируют время _д горения дуги, время _кз которого замыкания и мощность дуги 3 в момент возбуждения дуги Р₃, в момент короткого замыкания Р_к и в момент разрыва перемычки 8 Р_рп. В процессе сварки дозатором энергии 10 задают время _д горения дуги, равное (2-4)_кз из (фиг.3). Это соотношение выбрано экспериментально. Было установлено, что при уменьшении времени _д горения дуги 3 ниже указанного предела возможно "утыкание" электрода в изделие 4 и увеличение разбрызгивания металла, а при увеличении времени выше заданного предела ухудшается формирование шва из-за большого объема ванны 6. По истечении времени дозатором 10 уменьшают мощность дуги 3 на величину Р₁, равную (0,4-0,6) Р_к и поддерживают мощность Р₂ дуги 3, равную (Р_к Р₁), до момента U_к касания каплей 2 сварочной ванны 6.

Уменьшение величины Р₁ повышает вероятность разбрызгивания электродного металла, а при увеличении величины Р₁ возрастает вероятность обрыва дуги 3. По сигналу U_к мощность дуги 3 возвращается в исходное состояние, свойственное состоянию короткого замыкания. Эту мощность через логическое устройство 11 поддерживают дозатором 10, подающим сигнал через арифметическое устройство 12 в сварочный источник 5, в течение времени ₁, равном (0,7-0,9) _кз. При времени ₁ меньше 0,7 _кз ванна 6 недостаточно закристаллизовалась и возможно разбрызгивание металла.

При времени ₁ больше 0,9 _кз возможно чрезмерное испарение и разбрызгивание электродного металла. По истечении времени ₁ мощность дуги 3 повторно снижают на величину Р₂, равную (0,2-0,3) Р_рп и поддерживают ее до конца короткого замыкания, когда повторно зажигается дуга 3 и процесс повторяется. При величине Р₂ меньше 0,2 Р_рп возможно "замораживание" ванны 6, а при Р₂ > 0,3 Р_рп возможен врыв перемычки 8, увеличивающий разбрызгивание.

П р и м е р. Способ осуществляли при наплавке проволокой марки Св08-Г2С в среде СО₂ на пластинах из малоуглеродистой стали. В качестве источника питания использовали ВDЦ-506. Управление процессом проводили от специально разработанного устройства. Время короткого замыкания составляло _кз 0,0041 сек, мощность в момент касания каплей ванны Р_к 2060 Вт, мощность при разрыве перемычки Р_рп 2760 Вт. Задаваемое время горения дуги было 3 _кз=0,0123 сек. По истечении времени 0,0118 с мощность уменьшили до 1030 (0,5 Р_к). При регистрации датчиком касания каплей ванны увеличивали мощность до 2060 Вт и поддерживали в течение 0,0033 (0,8 _кз) с, после чего мощность снижали до 700 Вт (0,25 Р_рп). При регистрации датчиком зажигания дуги увеличивали мощность.

Подобная операция снижения мощности дуги перед касанием каплей ванны и разрыва перемычки, а также дозирование энергии временем горения дуги позволяет повысить стабильность процесса на 50% и снизить в 1,5-2 раза разбрызгивание металла.