Спосіб дводугового зварювання плавкими електродами в захисних газах

Реферат: Спосіб дводугового зварювання плавкими електродами в захисних газах полягає у тому, що першу по напрямку зварювання дугу, яку живлять постійним струмом зворотної полярності, додатково стискують струменем захисного газу, що має вищу теплопровідність і більшу в 10-50 разів швидкість витоку в порівнянні з захисним газом, який використовують для захисту металевої ванни і другої дуги, яку живлять постійним або змінним струмом. UA 80413 U (54) СПОСІБ ДВОДУГОВОГО ЗВАРЮВАННЯ ПЛАВКИМИ ЕЛЕКТРОДАМИ В ЗАХИСНИХ ГАЗАХ UA 80413 U UA 80413 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до зварювання сталей та сплавів кольорових металів і може бути застосована при виробництві будівельних конструкцій, труб, зварних конструкцій суднобудування, транспортного, енергетичного машинобудування і в інших галузях промисловості. Одним із напрямів підвищення продуктивності дугового зварювання плавким електродом є використання двох дуг, які горять в загальній ванні і живляться від різних джерел струму. Технологічні можливості такого процесу значно розширюються. В останні роки для підвищення ефективності дводугового зварювання запропонований спосіб, в якому дуги живляться імпульсами струму від окремих джерел (регульованої амплітуди, довжини і частоти) і здійснюють роздільну подачу кожного електрода (TAME TWIN высокопроизводительный способ сварки // Автомат. сварка.-2003 - № 4. - С. 39-42). В той же час встановлено, що при заміні однодугового способу зварювання дводуговим з живленням дуг від імпульсних джерел струму і забезпеченні однієї і тієї ж глибини провару металу необхідно підвищувати струм і збільшувати в 1,7-1,9 разів сумарну погонну енергію процесу, що призводить до зросту ширини швів і висоти їх випуклості (Ищенко А.Я., Машин B.C., Пашуля М.П. Технологические особенности двухдуговой импульсной сварки плавящимся электродом алюминиевых сплавов // Автомат. сварка.-2005. - № 1. - С. 14-18). Таким чином, основним недоліком дводугового зварювання з живленням імпульсним струмом є неможливість значного зменшення погонною енергією. Тому цей процес зазвичай рекомендують для попередження пропалу тонколистового металу при автоматизованому однопрохідному зварюванні, а також для виконання з'єднань, коли потрібно отримати великі катети шву і немає необхідності в глибокому проплавленні металу. За найближчий аналог ймовірної корисної моделі прийнятий спосіб дводугового зварювання плавкими електродами в захисних газах з почерговим імпульсним живленням дуг (TAME TWIN высокопроизводительный способ сварки // Автомат. сварка.-2003 - № 4. - С. 39-42). В основу ймовірної корисної моделі поставлена задача збільшення глибини провару і швидкості зварювання для зменшення погонної енергії і підвищення продуктивності праці. Поставлена задача вирішується завдяки застосуванню таких умов горіння першої по напрямку зварювання дуги, при яких її проплавляюча здібність без збільшення електричної потужності. В свою чергу, глибина проплавлення при зварюванні є результатом термічної та механічної дії зварювальної дуги на рідкий метал ванни. Спосіб дводугового зварювання плавкими електродами в захисних газах, згідно з корисною моделлю, полягає у тому, що першу по напрямку зварювання дугу, яку живлять постійним струмом зворотної полярності, додатково стискують струменем захисного газу, що має вищу теплопровідність і більшу в 10-50 разів швидкість витоку в порівнянні з захисним газом, який використовують для захисту металевої ванни і другої дуги, яку живлять постійним або змінним струмом. Підсилення механічної дії дуги можна досягнути за рахунок збільшення швидкості витоку струменю захисного газу. Встановлено, що при збільшенні швидкості витоку газу і збереженні постійними інших основних параметрів режиму глибина проплавлення зростає лінійно (Ковалев И.М., Акулов А.И. Особенности газодинамического способа управления проплавляющим действием дуги при сварке плавящимся электродом в углекислом газе // Сварочное производство.-1967. - № 6. - С. 19-21). Потрібний термічний ефект досягається завдяки збільшенню охолодження дуги додатковим струменем захисного газу. Відомо, що температура зварювальної дуги залежить від охолоджуючої дії захисного газу. При збільшенні охолоджуючої дії температура підвищується. З іншого боку, охолоджуюча дія захисного газу визначається його теплопровідністю і витратою. Чим вища теплопровідність газу, тим більша його охолоджуюча властивість. По ступеню збільшення теплопровідності гази розташовуються наступним чином: аргон, вуглекислий газ, азот, гелій, водень. При збільшенні витрати газу його охолоджуюча дія також збільшується. Таким чином, завдяки використанню більш теплопровідного захисного газу, який у вигляді швидкісного струменя стискує дугу, остання більше занурюється в зварюваний метал і проплавлення збільшується. Також відомо, що при зварюванні плавким електродом проплавляюча властивість дуги збільшується при живленні її постійним струмом зворотної полярності, тому для живлення першої дуги рекомендовано її живлення постійним струмом зворотної полярності. При цьому горіння дуги можливо як в стаціонарному режимі, так і режимі живлення модульованим струмом зворотної полярності. 1 UA 80413 U 5 10 15 20 Друга дуга в значній мірі виконує формуючі дії. Тому для утворення потрібної форми провару і зменшення розміру підсилення шва її захист здійснюють менш теплопровідним газом ніж захист першої дуги. Цим же газом захищається і розплавлений метал зварювальної ванни. Живлення другої дуги може здійснюватися постійним (прямої чи зворотної полярності), або змінним струмом. Таким чином, створюються умови для поверхневого горіння другої дуги. Суть запропонованого способу зварювання приведена на схемі. Першу по напрямку зварювання дугу 1, яка живиться постійним струмом зворотної полярності, додатково стискують потоком захисного газу, який подається по соплу 2. Основний захисний газ подається по соплу 3 і він використовується для захисту розплавленого металу і другої дуги 4. Захисний газ, який подається по соплу 2, має вищу теплопровідність і більшу в 10-50 разів швидкість витоку, ніж газ, витікаючий із сопла 3. Нижчий поріг швидкості витоку газу продуктивний наявністю відчутного збільшення провару, а вищий - видуванням рідкого металу за межі зварювальної ванни. При зварюванні стальних виробів як захисний газ, який подається по соплу 2, можуть бути використані СО2 або суміші на його основі. В цьому випадку друга дуга 4 за допомогою сопла 3 може захищатися аргоном або сумішами на його основі. При зварюванні алюмінієвих сплавів перша дуга може захищатись гелієм або сумішшю аргону і гелію, а друга - аргоном або сумішшю аргону з незначними добавками гелію. Запропонований спосіб дозволяє підвищити в 1,5-2 рази глибину провару, відчутно зменшити погонну енергію і збільшити продуктивність праці. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб дводугового зварювання плавкими електродами в захисних газах, який відрізняється тим, що першу по напрямку зварювання дугу, яку живлять постійним струмом зворотної полярності, додатково стискують струменем захисного газу, що має вищу теплопровідність і більшу в 10-50 разів швидкість витоку в порівнянні з захисним газом, який використовують для захисту металевої ванни і другої дуги, яку живлять постійним або змінним струмом. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2