способ сварки плавлением неплавящимся электродом

Формула изобретения

СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ, при котором используют два защитных газа с различными потенциалами ионизации, отличающийся тем, что сварку выполняют пульсирующим током и в периоды повышения сварочного тока используют защитный газ с большим потенциалом ионизации, а в периоды снижения тока - защитный газ с меньшим потенциалом ионизации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при дуговой сварке в среде защитных газов электродом конструкций из сталей средних толщин от 4 до 10 мм, соединения которых формируются на весу и в различных пространственных положениях, например при сварке потолочных швов, неповоротных стыков трубопроводов и т.п.

Известен способ сварки, при котором для обеспечения равномерно формирования шва в различных пространственных положениях производят в процессе сварки регулирование параметров режима сварки по заданной программе (1).

Недостатком этого способа является то, что при сварке средних толщин без разделки кромок невозможно избежать провисания сварного шва в потолочном положении.

Известен способ сварки, при котором осуществляют периодическое изменение сварочного тока, т. е. сварку ведут пульсирующей дугой (2). При этом обеспечивается импульсное введение тепла в свариваемый металл и тем самым сокращение объема сварочной ванны и повышение ее устойчивости в различных пространственных положениях.

Известен способ дуговой сварки в защитных газах, при котором периодически изменяют параметры сварки, при этом синхронно меняют состав подаваемого защитного газа [3]

Однако этот способ пригоден только для сварки толщин до 1,5-2,0 мм, так как при увеличении толщины свариваемого металла до 4,0 мм и более объем и соответственно вес сварочной ванны увеличивается настолько, что обеспечить равномерное формирование шва в различных пространственных положениях не представляется возможным, так как происходит стекание и провисание сварочной ванны.

Задача изобретение состоит в обеспечении равномерного формирования шва на весу в различных пространственных положениях при сварке средних толщин.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что при сварке плавлением неплавящимся электродом с использованием двух защитных газов с различными потенциалами ионизации сварку выполняют пульсирующим током и в периоды повышения сварочного тока используют защитный газ с большим потенциалом ионизации, а в периоды снижения тока защитный газ с меньшим потенциалом ионизации.

В связи с тем, что импульсы тока синхронизированы с изменением состава защитного газа создается возможность регулировать не только тепловложение, но и изменять в широких пределах газодинамическое воздействие на сварочную ванну, что в свою очередь позволяет более тонко управлять формированием шва. При этом обеспечивается возможность увеличивать глубину проплавления свариваемого металла и в то же время удерживать жидкий металл от стекания и провисания в потолочном положении. Кроме обеспечения равномерного формирования швов в различных пространственных положениях способ позволяет снизить трудоемкость подготовительных работ за счет исключения операции по разделке кромок, сократить время сварки и экономить сварочные материалы.

На чертеже изображена циклограмма процесса. Дуговую сварку неплавящимся электродом выполняют пульсирующей дугой. Сварочный ток изменяется от I_min до I_max.

В качестве защитного газа используют два газа Г1 и Г2, имеющие различные потенциалы ионизации. Газ Г1 с большим потенциалом ионизации подается в периоды повышения тока до I_max, а газ Г2 в период снижения тока до I_min.

Использование защитного газа Г1 в период повышения сварочного тока позволяет изменить энергетические параметры сварочной дуги, увеличивает ее проплавляющую способность и повышает газодинамическое воздействие на сварочную ванну, т. е. позволяет дополнительно увеличить глубину проплавления свариваемого металла и в то же время удерживать жидкий металл от стекания и провисания в потолочном положении.

Использование защитного газа с меньшим потенциалом ионизации в периоды снижения сварочного тока ведет к снижению энергетических параметров дуги, т. е. позволяет увеличить скорость кристаллизации сварочной ванны, что дополнительно сокращает возможный объем сварочной ванны и способствует равномерному формированию шва.

П р и м е р. Выполняли дуговую сварку неплавящимся электродом неповоротного стыка трубы из стали 20 диаметром 55 мм с толщиной стенки 5 мм без разделки кромок. В качестве оборудования использовались источник питания ВСВУ-315, сварочная головка ГНС-70М, аппаратура управления БАРС-2В и блок для синхронизированной со сварочным током импульсной подачи двух защитных газов. При этом расход каждого из газов составлял 6-7 л/мин. В качестве защитных газов применялись гелий (U_ион=24,6 В) и аргон (U_ион=15,8 В). Для сравнения выполняли сварку такого же неповоротного стыка пульсирующей дугой с использованием одного защитного газа.

Режимы сварки и результаты приведены в таблице.

Кроме обеспечения равномерного формирования швов в различных пространственных положениях способ позволяет снизить трудоемкость подготовительных работ за счет исключения операции по разделке кромок, сократить время сварки и экономить сварочные материалы.