Сварочные работы

Введение

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые вручную подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. В  процессе сварки металлическим покрытым электродом - дуга горит между стержнем электрода и основным металлом. Стержень электрода плавится, и расплавленный  металл каплями стекает в металлическую  ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защитную атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковые ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и образуется сварочный шов. Жидкий шлак после остывания образует твердую шлаковую корку.

Ручная сварка удобна при  выполнении коротких и криволинейных  швов в любых пространственных положениях - нижнем, вертикальном, горизонтальном, потолочном, при наложении швов в  труднодоступных местах, а также  при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы. Ручная сварка обеспечивает хорошее качество сварных швов, но обладает более  низкой производительностью, например, по сравнению с автоматической дуговой  сваркой под флюсом.

Производительность процесса в основном определяется сварочным  током. Однако ток при ручной сварке покрытыми электродами ограничен, так как повышение тока сверх  рекомендованного значения приводит к  разогреву стержня электрода, отслаиванию  покрытия, сильному разбрызгиванию и  угару расплавленного металла. Ручную сварку постепенно заменяют полуавтоматической в атмосфере защитных газов.

Ручная дуговая сварка – это сварка покрытым металлическим электродом. Является наиболее старой и универсальной технологией дуговой сварки.

Для сварки изделий из цветных металлов и их сплавов, а также коррозионно-стойких  сталей в среде защитного газа как на прямой, так и на обратной полярности напряжения дуги применяют источники питания постоянного тока с обратными связями по току и напряжению. В зависимости от требований, предъявляемых к источникам питания постоянного тока, формируется их структурная схема, основой которой являются рассмотренные схемы выпрямителей. Структурная схема источника питания постоянного тока, применяемого для сварки, коррозионностойких сталей (рис. 79), состоит из следующих блоков: сварочного трансформатора Т, магнитного усилителя А, выпрямителя В, сварочного дросселя L и вспомогательных устройств: регулятора снижения сварочного тока РССТ, блока задания тока БЗТ, осциллятора G» переключателя полярности напряжения дуги. Сварочный трансформатор Т имеет жесткую внешнюю характери стику и предназначен для согласования напряжения сети с напряжением сварочной дуги. Для обеспечения двух ступеней сварочного тока вторичная обмотка: трансформатора .секционирована. Нагрузкой трансформа тора является магнитный усилитель., Магнитный .усилитель Л предназначен для формирования падаю щей внешней характеристики и плавного изменения сварочного тока пропорционально сигналу, поступающему из блока задания тока. Нагрузкой магнитного усилителя является выпрямитель. Выпрямитель В собран по трехфазной мостовой схеме выпрямления на полупроводниковых диодах. Выход выпрямителя подключен к сварочному контуру, который состоит из дросселя L и резистора Ra, имитирующего сварочную дугу. Дроссель L предназначен для сглаживания пульсаций выходного напряжения выпрямителя и уменьшения разбрызгивания металла в процессе сварки. Переключатель К предназначен для изменения полярности напряжения сварочной дуги. Блок задания тока БЗТ формирует управляющий сигнал по изменению сварочного тока на основании задания. Блок задания тока — это переменный резистор, ручка управления которым выведена на панель управления. Регулятор снижения сварочного тока РССТ предназначен для формирования сигнала плавного снижения сварочного тока в конце сварки по заданной программе. Осциллятор G обеспечивает стабильное возбуждение сварочной дуги в начале сварки. Рассмотренный источник входит в комплект установки УДГ-101, техническая характеристика которой приведена в табл. 12. Источник питания постоянного тока АП-5М (рис. 80) применяют при плазменной сварке цветных металлов и аргонодуговой сварке коррозионно-стойких сталей. Источник обеспечивает сварку в двух режимах: непрерывном на постоянном токе и в импульсном как на прямой, так и на обратной полярности. Для обеспечения указанных режимов и более высоких технико-экономических показателей в структурную схему рассматриваемого источника, в отличие от описанного выше, включены дополнительные блоки: транзисторный блок управления ТБУ, генератор импульсов Г И и вспомогательный источник питания ВИП. Транзисторный блок управления ТБУ предназначен для формирования, стабилизации и импульсной модуляции входного сигнала управления магнитным усилителем А в зависимости от требований технологического процесса сварки. Сигнал задания в транзисторный блок управления поступает от блока задания сварочного тока БЗТ. Транзисторный блок управления представляет собой усилитель-модулятор на транзисторах. Для стабилизации температурного режима транзисторы этого блока охвачены отрицательной обратной связью, обеспечивающей минимальное напряжение (2,5—3 В) между эмиттером и коллектором. Генератор импульсов ГИ предназначен для ступенчатой модуляции сварочного тока по длительности импульса и паузы в импульсном режиме в большом диапазоне (20 ступеней). При этом длительность импульсов и паузы устанавливают в диапазоне 0,03—0,6 с Модуляция сварочного тока по амплитуде осуществляется в блоке задания тока БЗТ. Вспомогательный источник питания ВИП обеспечивает стабильное зажигание и горение дежурной дуги при силе тока 1—2 А и напряжении 7Ч0 В. Техническая характеристика источника АП-5М приведена в табл. 12.

Технические характеристики источников питания  и сварочных установок для  аргонодуговой и плазменной сварки. При сварке легких металлов и их сплавов постоянным током на ил поверхности  образуется тугоплавкая оксидная пленка, которая снижает качество сварных  изделий из этих металлов. Поэтому  их сваривают на переменном токе, что  исключает появление оксидной пленки. В структурную схему источника  питания переменного тока, применяемого для сварки легких металлов и их сплавов (рис. 81), входят следующие блоки: сварочный трансформатор Т, магнитный усилитель А, емкостной фильтр С и вспомогательные блоки: регулятор снижения сварочного тока.JPCCT и возбудитель дуги ВД. В данном источнике установлен сварочный трансформатор типа ТРМК, имеющий падающую внешнюю характеристику. Магнитный усилитель А обеспечивает управление магнитным насыщением управляемого шунта трансформатора. Емкостный фильтр С препятствует прохождению постоянной составляющей сварочного тока во вторичную обмотку сварочного трансформатора. Возбудитель дуги ВД обеспечивает стабильное зажигание в начале сварки и устойчивое ее горение при переходе напряжения сети через нуль. Генерация импульсов возбуждения дуги происходит только в положительный полупериод с опережением нулевой фазы напряжения дуги на 40—60 мкс. В целях снижения радиопомех, возникающих при работе возбудителя, установлен определенный режим его работы: 0,9 с — генерация импульсов и 10 с — пауза. Рассмотренный источник входит в комплект сварочных установок УГД-301 и УГД-501, техническая характеристика которых приведена в табл. 12. Лучший эффект при сварке легких металлов и их сплавов достигается при работе источника питания в импульсном режиме, так как в источнике питания обеспечивается возможность изменения частоты следования импульсов и их скважности. Выпрямитель ВДГИ-301 применяют для сварки плавящимся электро дом в среде защитного газа в импульсном режиме; он входит в комплект сварочных полуавтоматов.

Первичная обмотка трансформатора Т (рис. 82) имеет четыре секции, а вторичная — две. В каждую секцию первичной обмотки включены тиристоры VI — V4, а две секции вторичной обмотки совместно с диодами V5 и V6 представляют собой схему двухполупериодного выпрямления. Дроссель L предназначен для сглаживания пульсаций выпрямленного тока во всем диапазоне регулирования. Параллельно дросселю L включены два тиристора V7 и V8 для получения импульсов сварочного тока в каждом полупериоде. Рассмотрим работу выпрямителя ВДГИ-301. При работе выпрямителя ВДГИ-301 в сварочном контуре постоянно протекает базовый ток, на который периодически накладываются мощные импульсы сварочного тока. В один полупериод напряжения сети открыты тиристоры VI и V2 и к сети подключены первая и вторая секции первичной обмотки Ш|_| и доi_2, а на вторичной стороне включены в работу первая секция •0/2-1 и диод V5. В другой полупериод с первичной стороны через Тиристоры V3 и V4 подключаются третья и четвертая секции, а на вторичной стороне — вторая секция и диод V6. Таким образом, в каждый полупериод по сварочному контуру протекает базовый постоянный ток, пульсации которого сглаживаются дросселем L. При импульсном режиме тиристоры V7 (V8) включаются с некоторым запозданием относительно момента включения тиристоров VI—V4, что обеспечивает получение на выходе импульсов с малой амплитудой и большой длительностью. При одновременном включении тиристоров V7 (V8) с тиристорами V2 (V3) и одновременным выключением тиристоров VI (V4) на выходе выпрямителя получают импульс большой амплитуды и малой длительности. При этом повышается коэффициент передачи трансформатора. Выпрямитель ВДГИ-301 имеет панель управления, на которой установлены ручки настройки и приборы индикации постоянного напряжения дуги, амплитуды импульсного напряжения и сварочного тока с переключателями. Выпрямитель ВДГИ-301 настраивают по приборам индикации при отсутствии напряжения на выходных клеммах. Техническая характеристика ВДГИ-301 приведена в табл. 12. Источник питания ТИР-300Д предназначен для аргонодуговой сварки изделий неплавящимся электродом постоянным током или в импульсном режиме, а также для ручной сварки покрытыми электродами. Источник обеспечивает автоматический процесс сварки цветных металлов и их сплавов и коррозионностойких сталей при работе на постоянном токе и легких металлов, включая алюминий, магний и сплавы на их основе при работе в импульсном режиме. Источник ТИР-300Д — пара метрического типа, без внешних оборотных связей (рис. 83), в состав которого входят следующие основные блоки: трансформатор пита ния Г, регулятор тока РТ, импульсный стабилизатор горения дуги пере менного тока ИСГД, осциллятор G, регулятор снижения сварочного тока в конце сварки РССТ, элементы управления, индикации и охлаждения. Трансформатор Т с нормальным магнитным потоком рассеяния, имеющий жесткую внешнюю характеристику, предназначен для питания источника от напряжения сети. Регулятор тока РТ представляет собой дроссель насыщения с вынужденным намагничиванием и имеет разделенные рабочие обмотки, которые коммутируются тиристорами. Это обеспечивает ступенчатоплавное изменение сварочного тока в пределах рабочего участка внешней характеристики с точностью, определяемой ее крутизной, при относительно медленно изменяющихся возмущениях как со стороны дуги, так и со стороны напряжения сети. Импульсный стабилизатор горения дуги переменного тока ИСГД обеспечивает высокую стабильность горения сварочной дуги в импульсном режиме. При зажигании сварочной дуги, которое может быть обеспечено от осциллятора G или контактным способом электрод — изделие, сварочный ток плавно увеличивается с 5 А до заданного значения за время не более 0,4 с. Для плавного снижения сварочного тока в конце сварки применяют регулятор снижения сварочного тока РССТ, выполненный на базе магнитного усилителя с коэффициентом усиления по мощности равным 2000. Это обеспечивает высокую линейность снижения сварочного тока и тем самым повышает качество сварных изделий.

Устройство управления

Сварочный аппарат является высоковольтным силовым устройством. Для удобства эксплуатации и безопасности ему необходим слаботочный узел управления.

Рис. 1. Устройство управления сварочным аппаратом.

Принципиальная схема  узла управления сварочным аппаратом  показана на рис. 8. Переменное напряжение, поступающее с обмотки II сетевого трансформатора, перезаряжает конденсатор  С1 в каждый полупериод с постоянной времени, определяемой сопротивлением резисторов R1, R2. К выводам конденсатора С1 подключена последовательная цепь, состоящая из диодного моста VD5 и управляющих переходов тринисторов VS1 и VS2 с развязывающими диодами VD3, VD4. На транзисторах VT1, VT3 собрано пороговое устройство с регулируемым подстроечным резистором R6 порогом срабатывания.

Как только напряжение на конденсаторе С1 (положим, плюс на верхней по схеме обкладке), увеличиваясь, достигнет порогового уровня, устройство срабатывает и конденсатор разряжается через мост VD5 и управляющий переход тринистора VS2. На этом тринисторе в текущем полупериоде прямое напряжение, поэтому он открывается, пропуская ток к месту возникновения сварочной дуги. Диоды VD4 и VD2 в текущем полупериоде закрыты. В следующем полупериоде изменяется на обратную полярность напряжения на конденсаторе С1.

Поэтому после очередного срабатывания порогового устройства окажется закрытым диод VD3 и импульс разрядки конденсатора откроет тринистор VS1. Таким образом, сварочную дугу будут зажигать импульсы одинаковой полярности.

Как уже упомянуто, порог  срабатывания можно регулировать резистором R6. При повышении порога увеличивается  мощность импульса, открывающего тринисторы, что может потребоваться, когда аппарат эксплуатируют при пониженной окружающей температуре. Переменный резистор R2 позволяет изменять время зарядки конденсатора С1 от начала полупериода до момента срабатывания порогового устройства, т. е. регулировать крутизну падения характеристики аппарата. Резистор R3 ограничивает ток разрядки конденсатора С1 и определяет длительность импульсов, открывающих тринисторы VS1, VS2; конденсатор С2 способствует формированию фронта и спада импульсов. Диод VD6 защищает эмиттерный переход транзистора VT3 от перегрузки в момент спада импульса. Транзистор VT2 играет роль слаботочного стабилитрона.

Тумблер SA1 монтируют на панели управления аппаратом. Для контактной сварки этот тумблер целесообразно  дублировать ножным переключателем. При массовой сварке тонколистовых  деталей включать и выключать  аппарат можно исполнительными  контактами реле времени, подключаемыми  параллельно тумблеру SA1. Если же изменения  порога срабатывания не требуется, пороговое  устройство VT1VT3 можно заменить последовательной цепью из резистора сопротивлением 51 Ом мощностью 0,5 Вт и динистора КН102Б, подключенной к точкам А и Б. Резистор служит ограничителем тока разрядки конденсатора С1.

В узле управления аппаратов  конденсатор С1 - МБМ или любой  бумажный на номинальное напряжение 160 В и более; конденсатор С2 - КМ-6. Переменный резистор R2 - ППБ-2 с характеристикой А; подстроечный R6 - СП5-16ВА. Тумблер SA1 -МТ-1. Диоды Д237А можно заменить любыми, которые выдерживают импульсы тока в 1А. Таким же критерием определен выбор диодного моста VD5. Вместо КД513А подойдет любой маломощный кремниевый с малым обратным током. Диоды VD1 и VD2 должны иметь предельно допустимый прямой ток не менее значения сварочного тока для выбранной конструкции. То же самое относится и к выбору тринисторов VS1 и VS2. Вместо КТ807Б подойдет любой n-p-n транзистор, выдерживающий импульсный ток коллектора не менее 1 А при напряжении коллектор-эмиттер не менее 40 В, а вместо КТ502В -любой, структуры p-n-p на ток коллектора не менее 0,35 А на то же коллекторное напряжение.

Общее устройство сварочного аппарата

На рис. 9 схематически показано устройство аппарата. Его основой  служит рама 1, собранная из дюралюминиевых планок уголкового профиля или, в  крайнем случае, из деревянных реек, усиленных дюралюминиевыми уголками. В нижней части рамы закреплен  сетевой трансформатор 3 в обечайке от трансформатора ЛАТР. На правой стойке рамы крепят изоляционную колодку 2 с  зажимами для подключения аппарата к сети, на левой стойке - коробку 4 с электронным узлом и органами управления - переменным резистором R2 и тумблером SA1.

Рис. 2. Внешний вид сварочного аппарата а) спереди, б) сверху.

Вторичные обмотки трансформатора переключают на самодельной прочной  текстолитовой колодке 5. Сварочные "шланги" подключают либо к соединенным  вместе гибким выводам диодов VD1 VD2 - один - и тринисторов VS1, VS2 -другой, -либо непосредственно к теплоотводам 8 (для так называемого максимального режима контактной сварки необходимо обеспечить минимальное падение напряжения на подводящих проводниках).

Мощные диоды 7 и тринисторы 6 (VD1, VS1 и VD2, VS2) располагают на двух изолированных теплоотводах 8 площадью не менее 100 см2 каждый. В мощном аппарате теплоотводы установлены на дополнительных поперечных рейках. Для защиты трансформатора от механических повреждений и прикосновения к токоведущим деталям предусмотрен общий цилиндрический кожух из листовой стали, прикрепляемый к несущей раме (на рисунке он не показан).

Налаживание аппарата сводится к установке амплитудного значения напряжения открывающего импульса, достаточного для открывания тринисторов, переменным резистором R6 (около 20...30 В). Для контроля амплитуды импульсов осциллограф подключают к точкам А и Б (рис. 8). При синхронизации осциллографа от сети можно провести проверку и корректировку пределов регулирования угла отсечки, имея в виду, что увеличение номиналов R1, R2, С1, а также увеличение амплитуды открывающих импульсов приводит к увеличению времени Тз. Оптимизируют режим сварки переменным резистором R2, ограничить угол отсечки можно подборкой резистора R1.

В заключение сообщим, что  аппараты обеспечивают два режима контактной сварки - максимальный и регулируемый (соединение тонких листовых деталей). При максимальном режиме электронный  узел исключают из работы. Сварочные "шланги" - это отрезки гибкого  многопроволочного изолированного кабеля сечением 10...15 мм2, в зависимости от значения сварочного тока.

Технология электродуговой сварки хорошо освещена в литературе, следует лишь отметить, что в показанном на схеме рис. 8 подключении детали и электрода лучше сваривать  тонкие изделия, а массивные - при  обратной полярности подключения.

Ограничитель  напряжения холостого хода

Многие сварочные трансформаторы на холостом ходу имеют напряжение на вторичной обмотке 40В и более. При сварке в особо опасных  помещениях это напряжение является опасным для сварщика. Поэтому  необходимо ограничить напряжение холостого  хода при разорванной цепи сварочной  дуги. Устройство ограничения должно обладать высоким быстродействием.

Общая информация

Электросварочная аппаратура принадлежит к оборудованию повышенной опасности, так как при ее эксплуатации не исключается прикосновение сварщика к рабочему электроду аппарата. В  случае работы во влажных местах с  электродами под напряжением 40-80 В даже во время холостого хода сварочного трансформатора это может привести к несчастному случаю. Были случаи поражения электрическим током сварщиков, попадавших под напряжение холостого хода сварочного оборудования.

Постоянный ток по своему поражающему действию примерно в 3-5 раз безопаснее, чем переменный ток  частотой от 15 до 400 Гц. Поэтому при  ручной дуговой сварке покрытыми  электродами на постоянном токе применение ограничителей напряжения холостого  хода не обязательно. Если сварку на постоянном токе выполняют в условиях повышенной опасности поражения электрическим  током, электросварщиков кроме спецодежды должны обеспечивать диэлектрическими перчатками, галошами или ковриками, а при вероятности соприкосновения  с металлом свариваемой конструкции - наколенниками и наплечниками.

Повышенная опасность  поражения электрическим током  характерна в таких случаях.

помещение или рабочее  место ограничивает свободу движений, из-за чего рабочий должен выполнять  сварку в неудобном положении (на коленях, сидя, лежа и т. д.);

мокрое, влажное (относительная  влажность 75% при температуре 20 °С) или  нагретое помещение (температура воздуха  выше 30 °С), где влажность или конденсат  влаги существенно снижают сопротивление  кожи и тела человека, изолирующие  свойства вспомогательных средств  и средств индивидуальной защиты.

Замкнутыми пространствами (помещениями) считают пространства, ограниченные поверхностями, имеющие  люки (лазы), с размерами, препятствующими  свободному и быстрому проходу через  них работающих и затрудняющими естественный воздухообмен; труднодоступными следует считать такие пространства (помещения), в которых ввиду малых размеров затруднено выполнение работ, а естественный воздухообмен недостаточен.

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.8-75 "Устройства электросварочные и для плазменной обработки. Требования безопасности" оборудование для  ручной дуговой сварки с источником переменного тока необходимо обеспечивать ограничителями напряжения холостого  хода.

Также, ввиду роста количества травм, случившихся при использовании  сварочных трансформаторов, Госнадзорохрантруда письмом от 16.12.97 г. № 08-6/5063 запретил с 1 марта 1998 г. эксплуатацию оборудования для ручной дуговой сварки с источником переменного тока без ограничителей напряжения холостого хода. Устройство снижения напряжения холостого хода должно обеспечить на выходных клеммах источника питания напряжение не выше 12 В в течение не более 1 с после прекращения сварки или увеличения сопротивления внешней сварочной цепи более 2000м.

Промышленность наладила выпуск ограничителей напряжения холостого  хода для сварочных трансформаторов  различных модификаций.

Трансформаторный ограничитель напряжения холостого хода (ТОН) обеспечивает автоматическое снижение напряжения на электродах электросварочного аппарата с 60~80 В до 6-12 В после угасания дуги. При соприкосновении рабочего электрода со сварочной поверхностью ограничитель автоматически восстанавливает рабочее (повышенное) напряжение на электродах для стойкого зажигания дуги и выполнения сварки.

Современный ограничитель напряжения холостого хода должен отвечать всем требованиям, выдвигаемым к подобным защитным аппаратам. Он обеспечивает: проверку исправности самого защитного  устройства, прекращение работы сварочного трансформатора при потере работоспособности  ТОН; ограничение напряжения на вторичной  обмотке сварочного трансформатора во время холостого хода до безопасного  уровня с фиксированной (не более 1 с) выдержкой времени после размыкания сварной цепи; стойкое зажигание  сварочной дуги в начале сварки; сигнализацию в аварийных ситуациях  в случае, если напряжение холостого  хода сварочного трансформатора более 12 В при разъединенных электродах, или когда есть нарушение целостности сварочной цепи (обратного проводника изделие - сварочный трансформатор). ТОН позволяет снизить расход электроэнергии при холостом ходе сварочного трансформатора.

Ограничитель напряжения холостого хода дополнительно может  быть оснащен стабилизатором сварочной  дуги, который значительно расширяет  функциональные возможности сварочного трансформатора.

Стабилизатор сварочной  дуги обеспечивает:

аргонно-дуговую сварку алюминия и его сплавов плавящимися  электродами на переменном токе;

сварку плавящимися электродами, предназначенными как для переменного, так и для постоянного тока;

стойкое зажигание сварочной  дуги в неблагоприятных условиях (наличие на поверхности изделия  шлака, ржавчины, окалины);

повышенное качество сварного шва;

уменьшение разбрызгивания металла при сварке.

По своим эксплуатационным показателям сварочный трансформатор  переменного тока, оснащенный ограничителем  напряжения холостого хода и стабилизатором дуги, практически отвечает аналогичным  показателям более дорогих источников постоянного тока. Применение сварочных  трансформаторов вместе с ограничителями напряжения холостого хода существенно  улучшает условия труда персонала, особенно если сварочные работы выполняются  на сравнительно большом удалении от места расположения сварочных трансформаторов. Например, при строительстве и  реконструкции зданий сварочные  работы часто выполняются на лесах, на крышах, то есть в условиях, когда  персоналу трудно делать частые включения/отключения сварочных трансформаторов. В таких  условиях сварочные трансформаторы намного дольше работают на холостом ходу и потребляют значительное количество электроэнергии только вследствие неудобства их отключения. В случае установления ограничителя напряжения холостого  хода необходимость в оперативном  отключении сварочного трансформатора отпадает. Достаточно только "разорвать" сварную цепь, закрепить рабочий  электрод, и можно вести подготовку к сварочным работам. На время  проведения подготовительных работ (замена электродов, перестановка свариваемых  изделий) в сварочном трансформаторе будет отсутствовать ток холостого  хода индуктивного происхождения, который  вызывает значительные потери мощности на первичной обмотке трансформатора и кабеля питания. То есть установка  ТОН является энергосберегающей  мерой, так как при существующих ценах на электроэнергию экономия средств в год будет довольно значительной.

Изобретение может быть использовано, например, для сварки листов из стали, меди и алюминия при изготовлении труб с продольным швом. С помощью  выступающего на участок сварки мундштука  подают перекрывающий этот участок  защитный газ. Перед включением источника  тока, питающего сварочную дугу, на участке сварки от дополнительного  источника тока зажигают вспомогательную  электродугу, посредством которой после включения сварочного источника питания зажигают сварочную дугу. Для повышения ионизации участка сварки и надежного зажигания вспомогательной электродуги на участке сварки посредством импульсного генератора, подающего высокочастотные импульсы высокого напряжения, между мундштуком и заготовкой создают высокочастотную электродугу. 3 ил.

Изобретение касается способа  зажигания сварочной дуги между  неподвижным электродом и свариваемой  металлической заготовкой, при котором  с помощью выступающего на участке  сварки мундштука подают перекрывающий  этот участок защитный газ, при котором  перед включением источника тока, питающего сварочную дугу, на участке  сварки зажигает питаемую от дополнительного  источника тока вспомогательную  дугу, посредством которой после  включения источника тока сварочную  дугу зажигают, и при котором для зажигания вспомогательной дуги на участке сварки посредством импульсного генератора, подающего высокочастотные импульсы высокого напряжения, создают вначале высокочастотную электродугу (см. справочник УНИВЕМА акционерного общества "Кабель унд Металльверке Гутехоффнунгсхютте", выпуск 4/1975).

Такой способ используется, например, для сварки листов из стали, меди и алюминия. Специальной областью применения является изготовление труб, которые формуются из продольно  обрабатываемой металлической полосы. Проходящие в осевом направлении, примыкающие  один к другому края формуемой  таким образом металлической  полосы сваривают вместе в непрерывном  цикле.

Изготавливаемую таким способом трубу можно использовать для  отвода жидкой среды или в качестве защитной оболочки кабеля. Для сварки применяют неподвижный, т. е. неотгорающий электрод. Сварочная дуга разогревает края полосы до расплавленного состояния. Сварной, без наплывов, шов образуется таким образом сам из материала металлической полосы. Участок сварки экранируют от кислорода воздушной среды с помощью инертного защитного газа, например аргона или гелия, чтобы предотвратить образование отверстий с пережогом.

При известном способе  согласно указанному вначале Справочнику  УНИВЕМА перед включением сварочной  дуги между электродом и мундштуком или в измененной форме между  электродом и заготовкой зажигают вспомогательную  дугу, которая горит с меньшей  силой тока, чем сварочная дуга. С помощью вспомогательной электродуги электрод и обрабатываемое изделие предварительно нагревают настолько, чтобы при включении сильноточной сварочной дуги в заготовке не возникало никаких пережоговых отверстий. Для зажигания вспомогательной электродуги сварочный участок, находящийся под защитным газом, ионизируют путем высокочастотных импульсов высокого напряжения. Импульсы подаются генератором, подключенным между электродом и заготовкой. Полученная таким способом высокочастотная электродуга отключается после включения вспомогательной электродуги. Этот способ зарекомендовал себя на практике. Однако он требует эффективной защиты сварочного источника тока от высокочастотных импульсов высокого напряжения, вследствие чего при зажигании электродуги могут возникнуть неблагоприятные влияния на условия работы.

В основе данного изобретения  лежит задача - так усовершенствовать  первоначально указанный способ, чтобы сложились стабильные условия  для зажигания вспомогательной  электродуги.

Согласно изобретению  эту задачу решают таким образом, что высокочастотную электродугу создают путем подключения импульсного генератора, с одной стороны, к мундштуку, а с другой стороны, к обрабатываемому изделию между обеими этими частями.

Неожиданно было обнаружено, что посредством образования  высокочастотной электродуги, горящей между электродом и мундштуком, на участке сварки происходит повышенная ионизация защитного газа. Только уже этим стабилизируются условия зажигания вспомогательной электродуги.

К тому же импульсный генератор  и сварочный источник питания  у этого способа электрически разделены так, что могут не потребоваться  меры для защиты сварочного источника  питания от высокочастотных импульсов  высокого напряжения. Это приводит к дальнейшему повышению ионизации  защитного газа, а тем самым  к дальнейшей стабилизации условий  зажигания вспомогательной электродуги.

Способ согласно изобретению  поясняется с помощью чертежей в  качестве примера исполнения, на которых  представлены: фиг. 1 - схема устройства для осуществления способа согласно изобретению;  

фиг. 2 и 3 - два различных сечения трубы, изготовленной с помощью способа.

С помощью устройства, изображенного  на чертеже, сваривают друг с другом в непрерывном цикле проходящие в продольном направлении, прилегающие  встык друг к другу края металлической  полосы 3, формуемой в трубу 2 с  прорезом (фиг. 2), лишь схематически показанным инструментом 1. Таким способом образуется в качестве сваренного изделия цельная труба 4 со сварным швом 5 без наплыва.

Устройство для сварки металлической полосы 3 содержит неподвижный, т.е. неотгорающий электрод 6, состоящий, например, из вольфрама. Электрод 6 расположен в трубообразном, выполненном, например, из стали, меди и латуни мундштуке 7, который подключен к газовому баллону 8. К устройству относятся также источник тока 9 для сварки, вспомогательный источник тока 10 и импульсный генератор 11. Источник тока 9, питающий сварочную дугу, так же как и вспомогательный источник тока 10, подключен к электроду 6 и металлической полосе 3 или трубе 4. Импульсный генератор 11 соединен с мундштуком 7 и металлической полосой 3 или трубой 4.

Баллон 8 содержит инертный газ, например аргон или гелий. Ток, подаваемый источником 9, в сущности выше, чем идущий от вспомогательного источника 10. Импульсный генератор 11 подает высокочастотные импульсы высокого напряжения.

Способ согласно изобретению  работает, например, следующим образом.

После открытия клапана 12 газ  под давлением, например, в 1 бал и  с расходом примерно 5-10 литров в  минуту течет в мундштук 7. Он окутывает  электрод 6, в частности повернутое к трубе 4 его острие. Газ защищает от кислорода окружающего воздуха  весь участок сварки В на острие электрода 6 и поверхность трубы 4 или сведенные вместе края металлической полосы 3. Затем с помощью коммутационного аппарата 13 включают импульсный генератор 11. Посредством подаваемых им высокочастотных импульсов высокого напряжения, например в 6 В примерно при 600 кГц, ионизируют газ на сварочном участке. Кроме того, между мундштуком 7 и трубой 4 создают высокочастотную электродугу. Пока горит высокочастотная дуга HFL посредством коммутационного аппарата включают вспомогательный источник питания 10. Путем ионизации газа и посредством высокочастотной дуги HFL между электродом 6 и трубой 4 зажигается таким образом вспомогательная электродуга. Она получает питание от дополнительного источника тока 10 и горит с относительно малой силой тока, например 5-7 А, так что электрод 6 и сведенные вместе края металлической полосы 3 только нагреваются. Высокочастотная электродуга HFL отключается затем путем размыкания коммутационного аппарата 13.

Для сварки краев металлической  полосы 3 с помощью коммутационного  аппарата 15 включается сварочный источник питания 9. Затем сварочную дугу SL зажигают вспомогательной электродугой. Она горит при силе тока, например, в 350 А. Как только сварочная дуга SL загорится, отключается дополнительный источник питания 10. Одновременно труба 4 подается в направлении стрелки Р и непрерывно продвигается мимо электрода 6. Предварительный нагрев электрода 6 металлической полосы 3 посредством вспомогательной электродуги обеспечивает факт, что при применении сварочной дуги SL на сварном шве 5 или трубе 4 не образуется никаких отверстий с пережогом.  

Формула изобретения

Способ зажигания сварочной  дуги между неподвижным электродом и свариваемой металлической  заготовкой, при котором с помощью  выступающего на участок сварки мундштука  подают перекрывающий этот участок  защитный газ, причем перед включением источника тока, питающего сварочную  дугу, на сварочном участке зажигают питаемую от дополнительного источника  тока вспомогательную электродугу, посредством которой после включения источника тока зажигают сварочную дугу и при котором для зажигания вспомогательной электродуги на участке сварки посредством импульсного генератора, подающего высокочастотные импульсы высокого напряжения, создают вначале высокочастотную электродугу, отличающийся тем, что высокочастотную электродугу создают между мундштуком и заготовкой путем подключения импульсного генератора к мундштуку и к заготовке.