Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ

Предлагаемое изобретение относится к сварке и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в которых применяются полуавтоматическая и автоматическая сварка плавящимся электродом в газовой среде.

Известен "Способ дуговой сварки" (а.с. №452456, опубликовано 05.12.74 г., бюл. №45). В данном способе при пропускании через изделие тока осуществляется подогрев всего места сварки до небольшой температуры. Недостатком данного способа является то, что такой подогрев не позволяет в начале сварки сразу осуществить провар на всю глубину сварного соединения. Если же производить прогрев изделия до температуры плавления (или близкой к таковой), то потребуются большой ток и будут дополнительные неудобства, связанные с высокой температурой всего изделия (особенно при больших габаритах).

Также известен "Способ дуговой сварки" (а.с. №1655680 А1, опубликовано 15.06.91 г., бюл. №22). Здесь осуществляют подогрев хвостовой части сварочной ванны и уже кристаллизующегося металла. Недостатком указанного способа является в первую очередь то, что он применяется при работе с конструкциями только из алюминиевых сплавов. Кроме того, импульсный подогрев затвердевшего металла, граничащего с хвостовой частью сварочной ванны, не позволяет производить без потерь разогрев металла в момент начала сварки и также неэффективен в начальный момент сварки после вынужденной остановки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ предварительного дугового подогрева при автоматической и полуавтоматической сварке алюминия и других цветных металлов под слоем флюса (а.с. 99124 опубликовано в 1954 г., бюл. №10), при котором разогрев ведут неплавящимся электродом, который располагают впереди или в стороне от плавящегося электрода. Однако при данном способе для создания подогревающей дуги используется дополнительный источник, что усложняет конструкцию и может стать причиной нежелательного электромагнитного взаимодействия. Кроме того, при подогреве дугой, расположенной в стороне от плавящегося электрода, т.е. прогрев осуществляется по одной из кромок стыка, происходит неравномерный разогрев кромок, что может служить причиной возникновения непровара вдоль более холодной кромки.

Решаемая задача: повышение плотности сварного шва в начальный момент сварки, а также выполнение шва с заданной геометрией конструкций, преимущественно из алюминия и его сплавов, а также из сталей.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе автоматической и полуавтоматической сварки плавящимся электродом конструкций из алюминия и других цветных металлов, включающем предварительный разогрев дугой независимого питания, которую возбуждают между изделием и неплавящимся электродом, напряжение подают на неплавящийся электрод, предварительно разогревают начальную зону сварки дугой независимого питания до температуры плавления, по достижении которой переключают напряжение на плавящийся электрод, причем предварительный разогрев и сварку ведут в среде защитного газа (инертного или активного). Также данный способ используют при сварке стальных конструкций. Кроме того, при сварке уже собранного изделия при помощи прихваток, при появлении в зоне сварки прихватки, с целью гарантированного переплавления последней переключают напряжение на неплавящийся электрод, переплавляют и далее производят сварку плавящимся электродом.

Способ заключается в следующем.

В начальный момент сварки, когда начинают формирование сварного шва, а также при возобновлении процесса после остановки возбуждают дугу в среде защитного газа между неплавящимся электродом и изделием, производят прогрев начала будущего шва или концевой участок неоконченного шва до температуры плавления, тем самым производится создание сварочной ванны. После достижения требуемого прогрева переключают напряжение на плавящийся электрод и осуществляют процесс в среде защитного газа с полным проплавлением с первых миллиметров шва.

Например, необходимо сварить продольный шов трубопровода полуавтоматической сваркой. Длина 1000 мм, диаметр 200 мм, толщина стенки - 2-4 мм, материал - алюминиевый сплав АМц. Указанный способ сварки позволяет выполнить сварку за один проход. Сварщик физически не в состоянии выполнить данный шов без остановок (необходимо переместиться вдоль стыка, визуально проконтролировать получающееся сварное соединение и т.д.), в связи с этим в момент продолжения сварки из-за холодного конца шва (алюминий имеет большую теплопроводность и быстро остывает) будет возникать непровар в корне шва. Если же процесс сварки продолжать, отступив на конец шва 10-15 мм, то его геометрия будет нарушена. И в первом и во втором случае необходимы дополнительные затраты на исправление дефектов шва.

Например, необходимо провести сварку отвода (участка трубы, изогнутого под углом 90°) из стали 12Х18Н10Т с условным проходом D=500 мм и толщиной стенки 3 мм. Две отштампованные части трубы предварительно собираются на прихватках. Длина прихватки - 10-15 мм, расстояние между прихватками - 200-250 мм. При сварке наружного шва необходимо выполнить сварное соединение без дефектов длиной около 1000 мм. Без остановок данный шов выполнить очень сложно, так же присутствуют прихватки (не менее 5). Если возобновлять шов в месте остановки, то возможен непровар корня шва, при начале сварки на конце недоваренного шва происходит нарушение геометрии.

Наличие возможности перед началом (возобновлением) процесса сварки плавящимся электродом осуществить разогрев зоны сварки в начальный момент до необходимой температуры, позволят при начале (возобновлении) сварки осуществить бездефектную сварку с самого начала (начиная от окончания предыдущего шва). При этом обеспечивается сохранение геометрии сварного соединения на всей протяженности шва. Использование данного способа возможно при ведении сварки в любых пространственных положениях.