Способ импульсной дуговой сварки
Изобретение относится к дуговой сварке и наплавке для соединения нержавеющих и жаропрочньк сталей, а также алюминиевых сплавов и других материалов, применяемых в машиностроении , авиастроении и приборостроении, где требуется точная прецизионная сварка деталей малых толщин. Цель изобретения - повышение производительности и качества сварного соединения. Между электродом и изделием возбуждают малоамперную дугу, на которую налагают импульсы тока повьшенной частоты , вырабатьгоаемые источником. Источник сварочного тока повышенной частоты представляет собой высокочастотный инвертор резонансного типа с системой управления и выполнен на полупроводниковых приборах. Сформированные системой управления прямоугольные импульсы, сдвинутые на угол 180 , поступают на высокочастотный инвертор . Инвертор формирует высокочастотные импульсы длительностью (О,31...2) , разделенные паузой, которая равна (0,31...33) . При этом образуется инвертируемый диапазон частот от 200 до 16000 Гц. Такая форма тока уменьшает количество металла , находящегося в жидком состоянии. При сварке алюминиевых сплавов амплитуда тока прямой полярности в 1,5 раза меньше амплитуды тока обратной полярности. Способ позволяет контролировать зону расплавленного металла при сварке и получать локальные нагревы с малыми зонами термического влияния и мелкозернистые равновесные разориентированные структуры. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. с (Л кэ со
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1И
А1 ð 4 В 23 К 9/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM
ПРИ ГННТ СССР
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4140667/25-27 (22) 15.08.86 (46) 07 01 89. Бюл. N - 1 (72) Н.П.Моисеев и С.Н.Моисеев (53) 621. 791. 75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 988489, кл. В 23 К 9/16, 1981.
Авторское свидетельство СССР № 935226, кл. В 23 К 9/16, 1980. (54) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к дуговой сварке и наплавке для соединения нержавеющих и жаропрочных сталей, а также алюминиевых сплавов и других материалов, применяемых в машиностроении, авиастроении и приборостроении, где требуется точная прецизионная сварка деталей малых толщин. Цель изобретения — повышение производительности и качества сварного соединения.
Между электродом и изделием возбуждают малоамперную дугу, на которую налагают импульсы тока повышенной частоты, вырабатываемые источником. Источник сварочного тока повышенной частоты представляет собой высокочастотный инвертор резонансного типа с системой управления и выполнен на полупроводниковых приборах. Сформированные системой управления прямоугольные о импульсы, сдвинутые на угол 180 поступают на высокочастотный инвертор, Инвертор формирует высокочастотные импульсы длитсльностью (0,31 .. -2)
«10 С, разделенные паузой, которая равна (0,31...33) ° 10 С. При этом образуется инвертируемый диапазон частот от 200 до 16000 Гц. Такая форма тока уменьшает количество металла, находящегося в жидком состоянии. Q
При сварке алкииниевых сплавов амплитуда тока прямой полярности в 1,5 раза меньше амплитуды тока обратной полярности. Способ позволяет контролировать зону расплавленного металла при сварке и получать локальные нагревы с малыми зонами термического влияния и мелкозернистые равновесные 1 р разориентированные структуры. 1 э,п. р ф-лы, 1 табл.
1449273
Изобретение относится к дуговой сварке и напланке и может быть использовано для соединенИя нержавеющих и жаростойких сталей, алюминиевых сплавов и других материалов, применяемых в машиностроении, авиостроении и приборостроении, где требуется точная прецизионная сварка деталей малых толщин 0,2-8 мм. 10
Цель изобретения — повышение производительности сварки за счет увеличения частоты следования сварочных импульсон тока и сжатия дуги магнитным полем, а также качества 15 сварного соединения путем изменения кристаллов за счет уменьшения паузы сварочных импульсов тока.
Способ осуществляется следующим образом. 20
Напряжение сети переменного тока подается на малоамперный выпрямитель и источник сварочного тока повышенной частоты, где оно выпрямляется и служит для возбуждения и горения 25 малоамперной дуги, которая образуется между электродом и изделием. Источник сварочного тока повышенной частоты представляет собой высокочастотный инвертор резонансного типа с Зр системой управления и выполнен на полупроводниковых приборах. Сформированные прямоугольные импульсы системой управления и сдвинутые на угол о
180 поступают на высокочастотный инвертор. Иннертор формирует высокочастотные импульсы длительностью (0,31.. ° 2) 10 с, разделенные паузой (0,31...33) 10 с, образуя при этом инвертируемый диапазон частот 200- 4р
16000 Гц. Использование такой формы тока также уменьшает количество металла, находящегося в жидком состоянии, и время его пребывания в указанном состоянии. Это позволяет контро- 45 лчровать зону расплавленного металла при сварке и получать локальные нагревы с малыми зонами термического влияния и мелкозернистые равновесные разориентиронанные структуры. В паузе происходит перекристаллизация металла, а также зарождение и рост кристаллов, следовательно, пауза должна быть в 2...3 раза меньше скорости роста кристаллов. Частая посыл- 5 ка сварочных импульсов при малой длительности создает Kàê бы вибрацию в зоне расплавленного металла, а малая пауза не позноляет полностью нырасти ему, так как следующий за нич сварочный импульс приостананлииает его рост. Кроме того, лри сварке алюминиевых сплавов, которые содержат окисную пленку с температурой планлео ния более 1200 С, необходим импульс тока, по амплитуде н 1,5 раза боль- ший основного импульса тока, чтобы он мог разрушить окисную пленку. Основным импульсом плавится лишь только металл; на котором предварительно снята окисная пленка, а его температура плавления составляет 550 С.
Способ позволяет производить сварку как планящимся, так и непланящимся электродом с теми же параметрами.
Пример . Проводят импульснодуговую сварку кольцевых швов в среде аргона непланящимся вольфрамовым электродом диаметром 3 мм на прямой полярности. В качестве исходного материала применяют трубопроводы диаметром 6, 8 и 12 мм из нержавеющей стали марки 1Х18Н10Т с толщиной стенки 1 мм, к которым принаринают ниппеля из того же материала и тех же диаметров, но с толщиной стенки
1,5 мм. При этом сварочную дугу вращали вокруг сварного соединения. Выбор величины сварочного тока и скорости сварки определяется условиями технологии, где н качестве критерия используют величину провисания корня шва но внутренйюю область трубы. Затем н сварных соединениях определяют его структуру металлографическим методом. Результаты проведенных экспериментальных испытаний приведены в таблице.
Алюминий марки А„Г-2 снаривают знакопеременными импульсами на обратной полярности с выключенным малоамперным источником дуги постоянного тока, Результаты проведенных исследований представлены в таблице.
В процессе проведенного эксперимента и испытаний установлено, что с увеличением частоты следования сварочных импульсов свыше 200 Гц структура сварного соединения становится мелкозернистой, шов-плотным и однородным, отсутствуют резкие границы раздела и переходов. При этом почти не наблюдается зона термического влияния, приводящая к ухудшению качества.
Такие швы с приведенной струкутрой не требуют термообработки.
1449? /3
При уменьшении Iëñ г< ты следования сварочных импульсов ниже ?ОО Гц нарушается устойчивость горения дуги и возникают значительные зоны термичес. кого влияния и величины кристаллов, а при увеличении частоты следования свыше 16000 Гц начинает значительно смазываться поверхностный эффетк, который снижает глубину проплавления и производительность процесса сварки.
Фор мул а изобгетения
Соединег
Частота, Длитель- Пауза, с
1 следова-, ность им) ния, Гц пульса, с, 1
Длина, Ширина кристаллов,,эоны термм мического влияния, мм
Скорость сварки, м/ч ние
1 10 33 10
1О 4 1О 1О
200
5...15
1,2
190
900
2. ° .5
2 .10
1 10
260
1200
0,5. °,1
1,0
Составитель Г.Тютченкова
Редактор Н,Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор М.Максимишинец
Заказ 6908/ 13 Тираж 922 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Предлагаемый способ повышает производительность сварки в 2-3 раза за счет увеличения частоты следования сварочных импульсов. Кроме того, уменьшается зона термического влияния, обеспечивается мелкозернистая равновесная структура и соответственно повышается качество сварного сое динения, а также снижается расход электроэнергии питания в сети путем увеличения добротности системы источник — дуга.
Способ может быть использован в гибких автоматизированных системах при автоматизации сварочных процессов
1 . Снос об импульсной дуговой сварки, при котором между неплавящимся электродом и свариваемым изделием возбуждают малоамперную дугу постоянного тока и налагают на нее импульсы сварочного тока, о т л и ч а ю щ и й10 с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и управления кристаллизацией сварочной ванны, на малоамперную дугу налагают импульсы повышенной частоты, длительность которых устанавливают равной 0,31"
104 2 1 04 ной о, 31- 10 -33 10-4 с °
2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что, с целью улучше20 ния качества сварных соединений при сварке алюминиевых сплавов, возбуждают знакопеременную дугу повышенной частоты той же длительности и паузы, при этом амплитуду тока прямой полярности устанавливают в 1,5 pasa меньше амплитуды тока обратной полярности.
