ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕНОСА МЕТАЛЛА ПРИ ИМПУЛЬСНО-ДУГОВОЙ СВАРКЕ
Увеличение производства сварных конструк-
работки способа дуговой сварки, при котором имелась бы возможность управления процессом плавления и переноса электродного металла, формой проплавления и шва, а также ходом металлургических реакций. Это достигается применением импульсно-дуговой сварки как плавящимся, так и неплавящимся электродом.
При импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом за счет импульсного устройства (рис. 27, а) на основные параметры режима (/св, Un) дополнительно накладываются импульсы тока и напряжения (/„,
ла |
продолжительностью tu и интервалами — паузами ta. Упрощенно это можно себе представить так, что в цепь дуги с определенными параметрами /св и Un вводятся импульсы тока и напряжения с регулируемой частотой, амплитудой и длительностью (рис. 27, б). Благодаря изменению этих параметров достигается управление плавлением и переносом электродного металла, проплавлением свариваемых кромок, ходом металлургических процессов и, в итоге, свойствами сварного соединения. Стабильный процесс с мелкокапельным переходом может быть получен в диапазоне значительно меньших токов, чем при обычном процессе дуговой сварки. Основной особенностью переноса металла при импульсно-дуговой сварке является то, что при импульсном увеличении тока возрастает электромагнитная сила, сжимающая перешеек жидкой капли у нерасплавившейся проволоки и сбрасывающая каплю в определенные заданные моменты времени строго в направлении оси электрода.
Для нормального протекания процесса импульснодуговой сварки длительность импульсов и пауз выбирают
из условий так, чтобы во время пауз осуществлялось лишь расплавление конца электрода, а отрыв капли металла происходил бы в момент окончания импульса сварочного тока.
При ведении процесса, когда каждый импульс сбрасывает по одной капле, можно, изменив частоту следования импульсов, достаточно точно управлять ходом ряда процессов при сварке. А это приводит к тому, что окисление металла, угар примесей и насыщение шва вредными газами при нмп. ульсно-дуговой сварке меньше, чем при обычном процессе сварки плавящимся электродом на тех же токах. Кроме того, но сравнению с обычной дугс-
Рис. 28. Схема образования сварного шва при импульсно-дуговой сварке неплавящимея электродом путем перекрытия сварочной ванны: а — вид сверху; б — вид в продольном сечении; п — перекрытие; L — длина сварочной ванны; 5 — шаг; h — глубина провара
вой сваркой плавящимся электродом в защитных газах импульсно-дуговая сварка обладает следующими преимуществами :
1) возникает возможность управления процессом переноса металла;
2) улучшается формирование шва;
3) значительно уменьшается разбрызгивание;
4) возникает возможность производить сварку во всех пространственных положениях;
5) увеличивается диапазон сварочного тока для всех диаметров проволоки;
6) повышается производительность процесса.
Все это обусловило внедрение импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом в инертных газах алюминиевых, титановых и других активных металлов малых и средних толщин.
Импульсно-дуговая сварка неплавящимея электродом заключается в том, что плавление металла производится дугой, горящей периодически, отдельными импульсами с определенными интервалами во времени. Сплошной шов при этом получается путем расплавления отдельных точек с заданным перекрытием предыдущей точки (рис. 28). Каждая предыдущая точка является жесткой связью
при расплавлении и застывании последующей точки, что устраняет «провисание» металла шва при сварке «на весу» и уменьшает остаточные деформации на 20—35 %.
Необходимым условием получения качественных швов при сварке неплавящимея электродом импульсной дугой являются стабильное возбуждение дуги и достаточно точная регулировка длительности импульса и паузы. Первоначальное зажигание дуги обычно осуществляется осциллятором, который затем отключается. Для обеспечения стабильности повторного возбуждения импульсной дуги между вольфрамовым электродом и свариваемым изделием постоянно поддерживается, от самостоятельного источника питания, маломощная дуга, на которую накладывается импульсная дуга. Ток «дежурной» дуги и поддерживает дуговой промежуток в ионизированном состоянии. Регулировка длительности импульса и паузы доетшается за счет соответствующего устройства источника импульсов.
Импульсно-дуговая сварка неплавящимея электродом позволяет регулировать тепловую энергию, вводимую в металл не только за счет изменения сварочного тока, но также за счет изменения длительности импульса и паузы. Это позволяет регулировать в широких пределах проплавляющую способность дуги, что очень важно при сварке малых толщин, где она и находит преимущественное применение и дает возможность улучшить физические и механические свойства сварного шва; избежать вероятности появления пор, прожогов и непроваров; уменьшить остаточные деформации.