CS235391A3 - Method of spot arc welding of a highly corrosion resistant coated sheet to a metallic supporting body - Google Patents

Description

run -y/

Způsob bodového upevnění vysoce korozně odolného-povleikového* ?=· > i o . js plechu na kovové nosné těleso' „ _ t >· „ * ř

O

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu bodového upevnění vysoce korozněodolného povlakového plechu nepatrné tlouštky na povrchu méně

otvorech svaří s nosným tělesem za přídavku vysoce korozněodolného svařovacího přídavného materiálu a pod ochranným ply-nem, přičemž volný povrch nosného tělesa v otvoru se opatřínaneseným svarem na okraji otvoru a přitom dojde ke svařenípovlakového plechu s nosným tělesem.

Dosavadní stav techniky

Takový způsob upevnění je znám ze spisu US PS 3, 213» 261,přičemž je v něm popsáno svaření poměrně tlustého povlakovéhokovu s nosným tělesem. Vynález se naproti tomu týká více upev-nění tak zvaných košilovitých vyložení v nádržích, dílech pří-strojů chemického průmyslu, životního prostředí, ochranné amořské technice, odsolovacích zařízení mořské vody a dále ob-dobných oblastech použití. V uplynulých letech značně stouply požadavky na korozníodolnost zařízení, obzvláště chemického průmyslu a technikyživotního prostředí. Z této skutečnosti vyplývá vzrůstající po-užívání vysoce korozně odolných materiálů, obzvláště na báziniklu, jako například slitin niklu - chrómu - molybdenu. Zná-mým představitelem této skupiny je Nicro-fer 57 16 hMoW (němec-ký materiál č. 2 4819) a Nicrofer 6616 hMo (německý materiálč. 2 4610). Nově vyvinut byl Nicrofer 5923 hMo (německý mate-riál č. 2. 4605). Tyto vysoce korozně odolné materiály jsou vdůsledku vysokých obsahů niklu, chrómu a molybdenu drahé, tak-že jejich úsporné používání má značný hospodářský význam. Ta-kové úsporné uplatnění je například možné tehdy, když se použi-jí ve formě tenkostěnných plátovaných povlaků na uhlíkaté oceli.Takové plátování vyžaduje pevné spojení s materiálem nosiče z - 2 - uhlíkaté oceli, které se zpravidla dosáhne plátováním pomocívýbuchu nebo naválcováním, ve zvláštních případech ale takénanášecím navařováním. V nedávné době nabyly rostoucí význam také tak zvaná ko-šilovitá vyložení, v angličtině také nazvaná tapetování (wall-papering). Při tomto způsobu se tenkostěnná vyložení z plechu,nebo pásku, nebo překrytí obvykle o tlouštce 1,5 až 2,5 mm na-nášejí na korozí ohrožená místa. To má své zvláštní výhody, me- zi jinými také tehdy, když je zapotřebí dodatečné vyložení ne-bo překrytí, jako je tomu při opravách nebo asanačních opatře-ních u velkoobjemových jednotek, například pro odsiřování kou-řových plynů u fosilně vytápěných energetických závodů. V současné době se košilovitá vyložení upevňují navaře-ním povlakového plechu nebo pásku na vnitřní stěny přístrojů.Plechy nebo pásky se na svých hranách spojí pomocí koutovýchsvarů s materiálem nosiče. Poté se koutové svary a meziprosto-ry nutné pro výrobu koutových svarů překryjí pásy z korozněodolného materiálu. Tyto překrývací pásy musí být s povlakovýmmateriálem opět těsně spojeny koutovými svary. Obráceně je mož-no namísto překrývacích pásů nanést na materiál nosiče nejdří-ve můstky z korozně odolného materiálu, na nichž se upevní ple-chy nebo pásky z korozně odolného materiálu opět zase koutový-mi svary.

Obdobné provedení uvedeného způsobu upevnění se získá teh-dy, když se do plechů nebo pásků z korozně odolného povlakovéhomateriálu vytvoří otvory, jejichž vnitřní okraje se svaří s ma-teriálem nosiče koutovými svary. V tomto případě je pak žádou-cí překrytí otvorů víky z korozně odolného materiálu.

Způsoby upevnění podle popsaného, dále okrajového stavutechniky, jsou velmi nákladné· Jsou však stále zapotřebí, abybylo možno nanášené plechy spojit na okrajích s tělesem nosiče.Je však možné podstatně zmenšit náklady, když se zvolí korozněodolné plechy nebo pásky o velkém formátu. Přitom je však bodo-vé upevnění v ploše podle oborového stavu techniky žádoucípodle přibývajícího obvodu, přičemž podle zkušeností je třeba na 1 tíT použít 3 až 5 taliových bočových upevnění. V praksi byl nalezen způsob upevnění taliových velkoploš-ných povlakových plechů, u něhož se do plechů nebo pásků zkorozně odolného povlakového materiálu provedou otvory, je-jichž okraje se s materiálem nosiče svaří koutovým svařová-ním· V tomto případě je zapotřebí překrytí otvorů pomocí ví-ka z korozně odolného materiálu, zcela překrývajícího oblastotvoru a tím je opět zapotřebí koutových svarů· Také toto ře-šení je v důsledku nutného překrytí jednotlivých upevněníčástmi povlakového kovu stále ještě velmi nákladné·

Bylo vyzkoušeno přímé bodové provaření vysoce korozněodolných povlakových plechů a pásků bez jejich předchozíhoděrování a to způsobem kov - inertní plyn (MIG). Takové sle-pé prověření však nedovoluje žádné posouzení, jak dalekosvar pronikl ve skutečnosti povlakem do pod ním se nalézajícího materiálu nosiče a zda bylo dosaženo dostatečné upevnění.Pro provaření je zapotřebí dolehnutí povlaku na meteriál no-siče bez mezery, což v praksi staveniště nemůže být zaručeno.Dojde-li však k natavení materiálu nosiče a dosáhne-li sepřece upevnění, není kontrolovatelné složení příměsi u žele-za svarového materiálu· V těchto případech je proto třeba po-čítat s tím, že svarový materiál při své chemické analýze ne-odpovídá požadavkům, nýbrž že obsahuje mnohem vyšší obsah že-leza než je předepsáno materiálovými normami pro korozně odolný povlakový materiál a než je maximálně přípustno. Tím všakale není zaručena jeho odolnost proti korozi·

Podstata vynálezu

Byla stanovena úloha nalézti způsob bodového upevněnípovlakových plechů, který by při nízkých hospodářských a těchnicky únosnýchnákladech přinesl bezpečné spojení s nosmým tě-lesem a požadovanou odolnosti proti korozi v místě upevnění.

Podle vynálezu se tedy navrhuje provádět nanášecí náva-ry ve dvou úsecích a při prvním nanášecím navařování vytvořit zcela povrch pře-í než je tlouštkakového plechu svrstvy provést v otvoru na volném povrchu, nosného tělesakrývající svarovou vrstvu s tloustnou menspovlakového plechu, a provést svaření povlanosným tělesem a po ztuhnutí první svarové druhé nanášecí návary, které překryjí první nanášecí navař,přičemž atmosféra ochranného plynu prvního nanášecího Hava-rování se průběžně udržuje přes dobu tuhnutí první svarovévrstvy až do konce druhého nanášecího navařování.

Prokázalo se, že rozdělením postupu do dvou časově navzá-jem oddělených nanášecích navařování zcela odpadlo překrývá-ní, což před vyzkoušením vynálezů vůbec nebylo uvažováno a že vynález přináší finančně vhodný způsob s vysokou provozníjistotou© Při prvním nanášecím navařování se na materiál nosnéhotělesa nanese svarová vrstva a pevně se s ním spojí© Součas-ně dojde ke spojení mezi povlakovým plechem a nosným tělesem.Tento první nanášecí návar vykazuje zpravidla vysokou příměsželeza, obsaženého v materiálu nosiče. Je překvapující, že přidruhém nanášecím navařování již více nepokračuje nárůst přímě-si železa a pro druhou svarovou vrstvu může být volbou vhod-ných svařovacích parametrů udržována tak nízkou, že druhá sva-rová vrstva, vystavená působení koroze, zůstává svou příměsíželeza ještě v mezích norem pro svarový materiál. V kritic-kých případech je možno také použít více nebo méně zřetelněpřelegované elektrody, aby se zcela vyloučilo překročení ob-sahu železa v druhé svarové vrstvě© Je důležité, avšak protechnika srozumitelné, že druhý nanášecí návar sice překryjeprvní nanášecí návar, ale není nepřípustné rozšířen přes prů-měr otvoru směrem ven, aby se bezpečně zabránilo případnétvorbě mezer mezi povrchem povlakového plechu, ohraničujícímotvor, a svarovým materiálem©

Podle nároku 2 se zhotovení prvního a druhého nanášecí-ho návaru provádí svařovacím postupem kov-inertní plyn (MIG)s drátěnou elektrodou, přičemž první vrstva se navařuje srší-cím světelným obloukem a druhá vrstva impulzním světelnýmobloukem. t; 3. Výhodné provedení vynálezu, je uvedeno v nároku. 2· Zdese uvádí, že druhý nanášecí návar následující v krátkém in-tervalu po prvním nanésecím mávaru se nanese na ještě teplou,první svarovou vrstvu.

Oba nanášecí návary následují s výhodou krátce za sebou,tedy společně v jednom pracovním chodu tak, že první nanášecínávar se může právě dostatečně ochladit# Časový interval 3 až6 sekund mezi prvním nanášecím návarem a druhým nanášecím ná-varem ve většině případů dostačuje.

Vynález je možno realizovat při vysoké pracovní bezpeč-nosti a stejnoměrné kvalitě za použití moderní techniky, svýhodou podle nároku 4 tak, že po provedení prvního nanášecí-ho návaru ručně, převezme připravený program počítače ovládá-ní elektrických svařovacích parametrů a jejich dobu a po sta-noveném intervalu zahájí druhé nanášecí navařování.

Počítačový program může podle místa použití zohlednit ty-pickou střední mezeru mezi nosným tělesem a povlakovým koávema tím zaručit minimální naplnění otvoru. To se provádí zpra-vidla tím, že se předpokládá převýšení, které je přibližněkompenzováno nejvýše existující mezerou mezi povlakovým ple-chem a nosným tělesem.

Ha tomto místě je uvést, že provádění určitého průběhupři ručním svařování s ochranným plynem je podle spisu DE PS82 57 30 již dávno známo.

Je tam použit Časový 'spínač, který po vytvoření atmosféryochranného plynu zapne svařovací proud.

Provedení podle nároku 5 dále předpokládá, že počítačovýprogram zakončí druhé nanášecí návary krátkým dobíhacím časemzmenšující se proudové síly. Tak je možno bezpečně zabránitvytvoření nevýhodného středového svarového kráteru v druhésvarové vrstv#·

Vzhledem k tomu, že první nanášecí návary přejímají z ma·teriálu nosiče železo, je možno způsob realizovat například podle líeyers "Svařování rezuvzdorné oceli" .

Sdělení svařování, č. 82 z 10·10.1980 tím,tá při prvních nanášecích návarech že drátěná elektu nosných těles vůči materiálu vysoce korozně odolného povlakovéholegována a má menší obsah železa než tento materiál z technikyroda, použi-z oceli, jeplechu pře- • Nárok 6 uvádí u běžně používaných tLouštek plechů od 1,5až 2,5 mm velikost otvorů d průměru od 5 do 8 mm· U neobvykle tlustých povlakových plechů, přibližně přes2,5 mm může být podle nároku 7 účelné zvýšit průměr otvorůna 6 až 10 mm a druhé nanášecí návary překrýt třetími nanáše-cími návary. Přehled obrázků na výkresech

Vynález je dále blíže popsán na příkladech provedení apodle připojených výkresů, na nichž značí obr. 1 až 3 schema-ticky a ve výřezu povlakový plech přiložený na nosné těleso at v obr. 1 před prvním nanášecím návarem, obr. 2 po prvnímnanášecím návaru, obr. 3 po druhém nanášecím návaru. Dále zna-čí obr. 4 kopii výkresu, obr. 5 výřez válcové nádrže, obr. 6výřez A z obr. 5, obr. 7 výřez Bkzobr. 5 a obr. 8 výřez z obr.5 Příklady provedení vynálezu Při znázornění schématu způsobu podle obr. 1 až 3 doléhápovlakový plech 2 plošně na nosné těleso J.· Povlakový plech 2je opatřen otvory 3.» 3a o průměru 7 mm. Povlakový plech 2, jakje seznatelné z obr. 1 má tlouštku £ rovnou 1,6 mm· Celkovátlouštka £ plátovaného nosného tělesa činí 9,6 mm. Na obr. 1je provedena první svarová vrstva á, v obr. 3 druhá svarovávrstva 5. pro překrytí první svarové vrstvy £.

Obr. 3 znázorňuje také převýšení h-druhé svarové vrstvykterá u příkladu činí 1,5 mm.

Kopie výkresu z obr. 4 ukazuje /vzduchovou mezeru 6 o veli-kosti mezery h přibližně 1,5 mm mezi nosným tělesem a povla-kovým plechem 2.

Zcela jasně je také vidět, jak se první svarová vrstvave středové oblasti pevně zakotvila v nosném tělese. Tatoprvní svarová vrstva má ve středu zde neškodný kráter, kterýpři překrývající druhé svarové vrstvě byl při pozvolném zmen-šování síly svařovacího proudu na konci druhého nanášecího návaru nejen odstraněn, nýbrž změněn do lehkého vyvýšení střed-ní oblasti druhé svarové vrstvy»

Hodnoty materiálu, zaznamenané na obr. 4, uvádějí, ženosné těleso je z obyčejné oceli R ST 37.2, povlakový plechz vysoce legované slitiny na bázi niklu, číslo materiálu2*4819 a označení NICROFBR 5716 h MoW a že bylo svařováno drátem s číslem materiálu 2.4886.

Svařování s přelegovaným svařovacím přídavným materiálemredukuje působení příměsi železa z prvního nanášecího náva-ru. Generelně je možno srovnávat nanášecí návary z materiálupovlakového plechu a provádět je druhově podobnými a přelegovanými svařovacími dráty.

Ha obr. 5 je znázorněn výřez válcové nádrže s umístěnýmvyložením, přičemž některé otvory povlakového plechu, napří-klad otvory 2, a 3e jsou ještě volné otvory 3a a 3d jsou právěpo prvních nánášěeích návarech a otvory 3b 'a 3e-'jsou již pře<kryty.

Obr. 6 až 8 značí zvětšené výřezy A, B a C z obr. 5, přičemžje také viditelná vzduchová mezera 6.. S vlastní zručností a při příslušně vytvořeném počítačo-vém programu je možno také u zde nakreslené svislé vrstvy(svařovací pozice s) zabránit tomu, aby se při druhém nanáše-čím svaru vytvořil nos působením váhy vytaveného materiálu. Dále se uvádějí vyzkoušené parametry pro příklady prove-dení ve svařovacích pozicích Ví (vodorovně) as.

Uvedené parametry platí pro všechny svařovací pozice Svařovací údaje/parametry 1· + 2. vrstva druh proudu/polování = ( + ) drátěné elektrody 0 1,0 - 1,2 mm ochranný plyn Argon 99, 996 svařovací proud 190 - 210 A svařovací napětí 26 - 29 V frekvence pulsů cca 240 Hz doba pulsů cca 2 ms základní čas cca 2,1 ms napětí pulsů cca 35 'V doba svařování cca 1,25 sec posuv drátu 6-8 m/min Další provedení vynálezu spočívá v tom, že svařování kov - inertní plyn (MIG) se u první vrstvy provede sršícímsvětelným obloukem·'Tím se dosáhne hlubšího vpálení do materiá·lu nosiče a v důsledku toho lepší svarové uchycení vyloženína materiálu nosiče. Druhá vrstva se poté svaří pomocí impulz-ního světelného oblouku, aby se v krycí vrstvě dosáhlo poža-dované nepatrné příměsi železa· Dále jsou uvedeny parametry příkladu:

Svařovací úda,je/parametry 1· vrstva 2, vrstva druh proudu/polování = (+) = (+) drátěné elektrody 0 1,0-1,2 mm 1,0-1,2 mm ochranný plyn Argon 99,996 Argon 99,996 svařovací proud 160-180 A 190-210 A svařovací napětí 22-26 V 22-29 V frekvence pulsů cca 240 Hz doba pulsů cca 2 ms základní čas cca 2,1 ms pul sní napětí cca 35 V doba svařování cca 1 sec cca 1,25 sec posuv drátu 6-8 m/min 6-8 m/min

Průmyslová využitelnost

Vynález je využitelný ve svařovací technice, zejména proúčely chemického průmyslu.

Claims (3)

1. 1. Způsob bodového upevnění vysoce korosně odolného povlako-vého plechu nepatrné tlouštky na povrchu méně korozně odol-ného nosného tělesa o větší tlouštce stěny, přičemž povla-kový plech se opatří větším počtem, po ploše rozdělenýchotvorů, poté přiloží na nosné těleso a svaří v otvorechs nosným tělesem pod ochranným plynem a za přídavku vysocekorozně odolného svařovacího přídavného materiálu, přičemžse volný povrch nosného tělesa v otvoru opatří nanášecímsvarem a při tom dojde na okraji otvoru ke svaření povlako-vého plechu s nosným tělesem, vyznačující setím, že se na nanášecí návary provádí ve dvou úsecícha při prvním nanášecím navařování se vytvoří první svarovávrstva, zcela překrývající volný povrch nosného tělesa, omenší tlouštce než je tlouštka povlakového plechu a provedese svaření povlakového plechu s nosným tělesem, načeš poztuhnutí první svarové vrstvy se pomocí druhého nanášecí-ho navařování první nanášecí návar překryje a atmosféraochranného plynu první svarové vrstvy se průběžně udržujeaž do konce druhého nanášecího navařování. 2· Způsob podle nároku ^vyznačující se tím,že zhotovení prvního a druhého nanášecího návaru se pro-vádí svařovacím postupem kov - inertní plyn (Mlff) pomocídrátěné elektrody, přičemž první vrstva se návařuje srčí-cím světelným obloukem a druhá vrstva impulsním světelnýmobloukem.
2. 3. Způsob podle jednoho z nároků 1až2/vyznačují-c í se t í m , že se druhé nanášecí návary provádípo krátkém intervalu po prvním nanášecím navařování naještě teplou první svarovou vrstvu. 4· Způsob podle nároku 3 ^vyznačující se tím,že pro provedení prvního nanášecího návaru ručně převezmepředem stanovený počítačový program ovládání elektrickýchparametrů navařování a jejich dobu a po předem stanovenémintervalu zahájí druhé nanášecí navařování. 11 5o Způsob podle nároku 4/vyznačující se tím,že počítačový program zakončí druhé nanášecí navařováníkrátkým doběhovým časem zmenšující se síly proudu.
3. 6, Způsob podle jednoho z nároků 1 až 5y vyznačují“cí se tím, že při tlouštce povlakového plechu1,5 až 2,5 mm mají otvory průměr 5 až 8 mm. 7 o Způsob podle jednoho z nároků 1 až5/vyznaČují-cí se tím, že při tlouštce povlakového plechupřes 2,5 mm mají otvory průměr 6 až 10 nim a druhé nanáše-cí návary se překryjí třetími nanášecími návary.