PL30648B1 - Sposób ciaglego spawania rur - Google Patents

Description

Znane jest wytwarzanie rur zelaznych w ten sposób, ze pasma blachy zagina sie w rury szczelinowe, a szwy podluzne spa¬ wa sie za pomoca spawania oporowego przy uzyciu dwóch elektrod, umieszczonych bli- ' sko siebie z obu stron szwu. Sposób ten na¬ strecza trudnosci, gdy chodzi nie o zelazo lub zwykla stal, lecz o stale stopowe, a zwlaszcza stale nierdzewne^l ogniotrwale, chromowe, chromowo-niklowe oraz stale, zawierajace molibden, tytan itd. Trudnosci te.pochodza -jtad, ze stale stopowe posia¬ daja znacznie mniejsza przewodnosc ciepl¬ na i przewodnosc elektryczna, tak iz stale stopowe w jednakowych warunkach ogrze¬ waja sie szybciej i do wyzszej temperatu¬ ry, niz zwykle stale. Dalsza okolicznosc, utrudniajaca wykonywanie rur z takich stali stopowych, polega na tym, ze tempe¬ ratura topliwosci, która dla zelaza i zwy¬ klej stali wynosi okolo 1500°C, jest znacz¬ nie nizsza dla stali stopowych, a mianowi¬ cie srednio wynosi okolo 1350°C, tempe¬ ratura ko^walnosci zas stali stopowych, to znaczy temperatura stanu ciastowato- ugniatalnego wynosi srednio 1150 — 1225°C, a wiec tylko nieznacznie ponizej temperatury topliwosci, tak iz otrzymuje sie bardzo ciasno ograniczony zakres tem¬ peratur dla spawania oporowego. Szcze¬ gólnie niekorzystna jest ta okolicznosc, ze stale stopowe posiadaja latwo utleniajace sie skladniki (zwlaszcza chrom). Tlenki ta¬ kie niekorzystnie wplywaja na szew spa-wania, gjdyz; sa bardzo trudno tópliwe i na szwie spawania powoduja miejsca poro¬ wate. ¦ V* , 'f Wedlug wynalazku wszystkie te niedo¬ godnosci spawania szwu podluznego rur szczelinowych, utworzonych z takich sto¬ powych siali, moga byc usuniete w ten sposób, ze krawedzie blachy, przy jedno¬ czesnym zastosowaniu zwiekszonej szyb¬ kosci posuwu i doprowadzaniu;pradu do spawania w bardzo waskim zakresie z obu stron szwu podczas spawania, sa dociska¬ ne do -siebie z tak wielka sila, ze silnie ogrzane czesci tworzywa, zawierajace tlen¬ ki, zostaja wytloczone ze szwu spawania V postaci znacznego wylewu- W ogóle pe¬ wne powstawanie wylewu przy spawaniu $zwu podluznego rur szczelinowych jest nieuniknione. Dotychczas jednak starano sie jak najbardziej tlumic powstawanie wy¬ lewu wzglednie1 jak najbardziej zmniejszyc go, gdyz dla pózniejszego usuniecia' wyle¬ wu sa potrzebne specjalne urzadzenia i znaczna obróbka pózniejsza. Wynalazek natomiast przewiduje umyslnie wytwarza¬ nie stosunkowo znacznego wylewu w tym celu, aby szkodliwe tlenki, powstajace pod¬ czas spawania (np. tlenki chromu), zostaly ?usuniete ze szwu spawania. Aby to osiag¬ nac, cisnienie docisku powinno byc przy¬ najmniej dwa, trzy lub nawet szesc razy wieksze od cisnien, jakie stosowano do¬ tychczas przy wytwarzaniu rur z zelaza lub zwyklej stali/ Wedlug wynalazku doprowadzanie pra¬ du spawania .w bardzo waskim^zzkresie z obu stron szwu powoduje to, ze tylko nie¬ znaczne ilosci ciepla zostaja odprowadzo¬ ne do tych czesci rur, które zjawily sie w poblizu szwu, wskutek czego korozja mie- dzykrystaliczna, jakiej nalezaloby oba¬ wiac sie w przypadku stali ohromo-niklo- wej, nie moze nastapic niemal wcale. Szyb¬ kosc, posuwu rury w porównaniu z warun¬ kami wykonywania rur ze zwyklej stali lub zelaza jest równiez zwiekszona, a najlepiej dwa razy wieksza. Równiez i ten zabieg ma na celu unikniecie przegrzania tworzy¬ wa podczas spawania.Doprowadzanie pradu w waskim zakre¬ sie prowadzi do malej szerokosci zetknie* da sie elektrod i tym samym do bardzo wielkich wlasciwosci cisnien powierzchnio* wych.Wskutek czego na ogól moze zmniej¬ szyc sie bardzo duzy elektryczny opór przejsciowy takich stali stopowych i tym samym zalezny od niego spadek napiecia.Dla wytworzenia dostatecznie waskich powierzchni docisku elektrody do rury elek¬ trody wedlug wynalazku sa uksztaltowane na swej powierzchni oporowej w ksztalcie luku kola o srednicy znacznie wiekszej od srednicy rury. Wskutek tego w stanie zim¬ nym, to znaczy przed przeksztalceniem ru¬ ry, zachodzacym-przy spawaniu, zachodzi tylko zetkniecie punktowe pomiedzy elek¬ troda i rura. Skoro jednak .pod bardzo du¬ zym cisnieniem zacisku elektrod podczas spawania nastapi odksztalcenie rury, to elektroda swa wieksza lub mniejsza czescia. swego wytoczenia opiera sie o rure. Ponie¬ waz srednica wytoczenia elektrody jest znacznie wieksza od srednicy rury, przeto uzyskuje sie lnalejaca od szwu na zewnatrz sile docisku i tym samym gestosc pradu, to znaczy cisnienie dociskowe i gestosc pradu sa szczególnie znaczne bezposrednio przy szwie. Elektroda jest przy tym obliczona tak, ze w praktyce tylko czesc calej szero¬ kosci elektrody styka sie z rura, to znaczy elektroda jest znacznie szersza anizeli naj¬ wieksza szerokosc zetkniecia sie. W ten sposób w wiekszosci przypadków szerokosc zetkniecia sie jest mniejsza od polowy ogólnej szerokosci*elektrody. Tak szerokie obliczenie elektrody jest potrzebne w tym celu, aby elektroda w ogóle miala dosta1 teczna wytrzymalosc mechaniczna, aby mo¬ gla odpowiadac znacznym wymaganiom, a poza tym aby przez zastosowanie kanalów wody chlodzacej mozna bylo odprowadzac znaczne ilosci ciepla. Z tego powodu z re- — 2 —Tjuly elektrody nie sa tak waskie, jak wy- sa nadzwyczaj waskie. Pomimo to w ob- nikaloby z szerokosci zetkniecia sie. Szarze podanych granic szerokosci zetknie- . Srednica elektrod w stosunku do sred- cla sie nawet przy zwiekszonym cisnieniu nicy rury powinna byc bardzo duza, np. docisku wbrew dotychczasowym obawom dziesieciokrotnie- dwudzaestopieciokrotinie nie wywoluja zadnych mechanicznych na- wieksza od srednicy rury; prezen w rurze, które by np. zaginaly ku Poza tym stwierdzono wedlug wynalaz* wewnatrz krawedzie w miejscu szwu. ku, ze zarówno pod wzgledem mechanicz- Dalsze .ulepszenie polega na tym, ze nydh naprezen fury, jak i procesu spawa- elektrody wykonywa sie ze spieczonej mie¬ nia zachodza najkorzystniejsze warunki dzi lub stopu miedzi o duzej twardosci wtedy, gdy przylegajace do rury wytocze- i wytrzymaktóci, aby mogly zachodzic wla¬ nie elektrod jest uksztaltowane a cisnienia sciwe cisnienia powierzchniowe, dociskowe sa dobrane tak, iz przy prze- Na rysunku przedstawiono urzadzenie ksztalcaniu rury, zachodzacym podczas do wykonywania sposobu wedlug wynalaz- spawania, powierzchnia przylegania kazdej ku; przy czym fig. 1 przedstawia schema- z elektrod posiada szerokosc zetkniecia sie tycznie to urzadzenie, fig. 2 — w zwiekszo- okolo 1/5 — 1/10 srednicy rury. Przy tym nej podzialce równiez schematycznie uklad szerokosc zetkniecia sie przy wiekszych^ elektrod i fig. 3 przedstawia postac wyko- - srednicach rury (np. 100 mm) powinna sie nania elektrod w przekroju, fig. 4 zas zblizac do dolnej granicy, a przy mniej- przedstawia schematycznie na przykladzie szych srednicach rury (np. 20 mm) do gór- wykonania stosunek szerokosci zetkniecia nejgranicy; sie elektrod do srednicy rury./»Podczas spawania rury, wykonanej ze Litera a oznacza zagiete w postaci rury stali stopowej, o srednicy 20 mm uzgadnia szczelinowej pasmo blachy ze stali stopo- sie np. srednice wytoczenia elektrody i cis- wej, litera k miejsce zetkniecia sie obu kra- nienia docisku elektrody wzajemnie tak, ze wedzi blachy. Najlepiej gdy obciecie kra- przy przeksztalcaniu rury, zachodzacym, wedzi, wyginanie i spawanie odbywaja sie podczas spawania wskutek wysokiego cis- kolejno w czasie bezposrednio po sobie, aby nienia docisku, powierzchnia oporowa kaz- powierzchnie przekroju nie mialy czasu na dej elektrody na rurze ma szerokosc okolo utlenianie sie pod wplywem powietrza at- 4 mm, to znaczy wynosi okolo 1/5 srednicy mosferycznego. W tym samym celu na kra- rury. W rurze o srednicy 50 mm korzyst- wedzie naklada sie warstwe ochronna, np. nie by bylo zastosowac powierzchnie zet- wazeline. Litery c i d oznaczaja krazki prp- kniecia okolo 6 mm, natomiast w rurze wadnicze napedzane tak, iz rura szczelino- o srednicy 200 mm szerokosc zetkniecia po- wa jest posuwana naprzód ze stosunkowo winna odpowiadac najlepiej 20 mm, to zna- duza szybkoscia. Litery e i / sa to dwie czy dolnej granicy zasiegu od 1/5 do 1/10. elektrody oddzielone od siebie za pomoca Wynalazek podaje regule, jak przy róz- izolacji. Litera 6 oznacza krazek podporo- nych srednicach rury, np. od 20 mm do wy biegnacy luzem, a przeciwlegly wzgle- 200 mm obliczyc najkorzystniejsza szero- dem elektrod- Tak samo, jak krazki c i dt kosc czynnych powierzchni oporowych równiez i elektrody e i / sa dociskane pod elektrod podczas spawania. Zachodzace wysokim cisnieniem tak, iz podczas spa- przy tym szerokosci zetkniecia sie elek- wania ze szwu zostaje wycisniety znaczny trod w porównaniu z warunkami elektrod, wylew x, przez co szkodliwe tlenki zostaja uzywanych dotychczas do spawania zwy- usuniete, Ten wylew x wchodzi na zew- klych rur stalowych wzglednie zelaznych, netrznej stronie do rowka g, przewidzia- — 3 —nego w izolacji. Po wykonaniu rury oczy* Wysokosc napiecia spawania ze; wzgle- wiscie ten wylew usuwa sie w jakikolwiek oclpowiedni sposób. Szybkosc posuwu jest wych i ich1 niniejsza przewodnosc cieplna zalezna od skladu stali oraz od srednicy powinna byc mniejsza anizeli np. przy sta- i]grubosci scianek rury. Najkorzystniejsza li zlewnej* gdy ogrzanie ma nastepowac w "wielkosc ustala sie doswiadczeniem w ten tym samym czasie. Napiecie moze jednak sposób, aby uniknac przegrzania tworzywa byc tak samo wysokie, gdy szybkosc robo- rury. W przypadku stali o zawartosci 14% cza Ujdzie odpowiednio duza* W jednym Cr i 0,05% C szybkosc spawani* okolo 7/5 z przykladów przy szybkosci 7,5 m/min dla m/min okazala sie korzystna W przypadku rury o srednicy 25 mm i grubosci scianek wykonywania rur o srednicy zewnetrznej 1,7 mm ze stali chromowej, zawierajacej 25 mm i grubosci scianek okolo 1,7 mm. 14tyo chromu i 0,05% C, potrzeba 1,85 wol- k Z obu stron szwu na rure naklada sie tów i 19000 amperów. wydrazone listwy h, przez które przeplywa Przy tej samej szybkosci i dla tej sa- czynnik chlodzacy. W przeciwienstwie do mej rury ze stali zlewnej potrzeba 2,3 wol- znanych elektrod, wykonanych ze zwyklej tów przy 14000 amp. W pierwszym przy- miedzi, elektrody a i / sa wykonane z mie- patfku szerokosc' zetkniecia sie elektrod dzi spieczonej lub ze szczególnie twarde- - wynosi okolo 4,5 mm, a w drugim 10 mm. go i starego stopumiedzi. Gdy w powyzszym przykladzie dla stali Fig. 2 przedstawia uklad elektrod od- stopowej zwiekszy sie szybkosc robocza powiedni dla wynalazku. W tym przypad- np. doj 12 m/min, to tak samo przy nateze- ku powierzchnia oporowa y elektrod e i f niu 21500 amp potrzebne jest napiecie 2,6 jest uksztaltowana wedlug luku, którego woltów. promien jest znacznie wiekszy od promie- Jako rodzaj pradu mozna stosowac nia rury a, tak iz w stanie zimnym zacho- oprócz pradu stalego jeszcze prad zmien- dzi tylko punktowe zetkniecie sie pomie- ny. W tym przypadku stosuje sie transfor- dzy rura i elektrodami e i /. Podczas prze- mator ot niskim napieciu poczatkowym ksztalcaiua, zachodzacego' przy spawaniu i mozliwosci regulacji w waskich grani- pod wysokim cisnieniem, elektrody e i / cach. opieraja sie czescia swego wytoczenia na W przykladzie wykonania wedlug fig. 3 obwodzie rury. Przy tym istnienie docisku litery e i f oznaczaja dwie elektrody tar- » i tym samym gestosc pradu zmniejszaja sie czowe, z których kazda jest przylaczona do na zewnatrz tak, iz wlasnie w poblizu szwu innego bieguna zródla pradu. Tarcze e i f zachodzi szczególnie silny docisk i poza- sa przedzielone warstwa p z materialu nie dana wysoka gestosc pradu. JJilne ogrza- przewodzacego i sa nasuniete na narzady nie tworzywa ogranicza sie wec tylko do obrotowe oi, 02, wykonane w znany sposób bardzo waskiego, paska z obu stron szwu. z brazu, aby uniknac pradów wirowych.Szerokosc powierzchni oparcia moze wy- Narzady te 01 i 02 sa skrecone ze soba za nosic przy tym okolo 1/2 lub 1/3 powierzen- pomoca wiekszej liczby srub f, przy czym ni, potrzebnej przy spawaniu zwyklej stali oczywiscie sruby l powinny byc izolowane zlewnej, natomiast cisnienie docisku w w jednym narzadzie brazowym, aby ffead stosunku do tych stali moze byc przynaj- nie przechodzil przez sruby t zamiast przez mniej podwojone lub potrojone, aby uzy- szew rury. Elektrody tarczowe e i / sa rów- skac nieznaczny opór przejsciowy, niezbed- niez zlaczone ze soba za pomoca srub «* ny poblizu szwu spawania. przynajmniej w jednej tarczy elektrodo* — 4 —Vej, a&y nie bylo przechodzenia* pradu powierzchnie zetkniecia otrzymuje sie dzie- przez sruby. Doprowadzanie pradu do ki temu, ze kazda elektroda jest dociskana tarcz elektrodowych odbywa sie przez nie- do rury duzym cisnieniem. Wskutek tego ruchome tarcze kontaktowe qi i qi które rura a, w porównaniu z pierwotna postacia, przylegaja do' tarcz elektrodowych cif zaznaczona linia przerywana z, jest znie- i obejmuja równiez narzady brazowe z pe- ksztalcona w takim stopniu, ze powstaje wnym luzem. Urzadzenia dociskajace tar- pozadana szerokosc styku. Gdy na ciek- cze 911 qt jako znane nie sa przedstawione trody nie wywiera sie zadnego cisnienia, to •na rysunku. Narzad brazowy ot jest za- styk pomiedzy tarczami elektrodowymi opatrzony w rurkowate przedluzenie q, i rura zachodzi tylko w punktach j4. które w poblizu elektrody jest zaopatrzone *r w^tep lozyskowy i panewke lozy PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe. r» osadzone w nieruchomym wsporniku lo¬ zyskowym mi. Rurkowate przedluzenie q moze byc zaopatrzone na jednym konouw l' Sposób ciaglego spawania rur przez urzadzenie napedowe, za pomoca którego sp™*^* oporowe, rur ze staU stopowej, elektroda moze. byc napedzana za pomoca "?J?^ plaszcza nikiel, chrom lub spawarki, o ile to jest potrzebne. Przez molibden, tytan itd., znamienny tym, ze przedluzenie q jest przepuszczona jeszcze krawedzie blacha przy zastosowaniu rura vi, która doprowadza wode do chlo- ™«k«»»*i **yW«sci posuwu ruryi jedno- dzenia elektrody. Woda wchodzi do- prze- czesnym doprowadzeniu pradu spawania na fctrzcni o wiekszej srednicy i rozdziela sie »^? wVkim Pasku f ob,u atron szwu- «* nastepnie na przestrzenie czesci brazo- d«**"* <*° *«*ie tak silnym cisnieniem, wych, polozonych najdalej na zewnatrz; * mocno ogrzane, zawierajace tlenki czesci tam w sposób nie przedstawiony na rysun- t™™^ ** wytlaczane ze szwu spawania - t t „ • * j z'W postaci znacznego wylewu (x). ku woda przeplywa przez kanaly doczesci r * 7 ¦ ' ' brazowych, chlodzac dokladnie tarcze 2- Sp0** wedlu2 »»*«• L znamien- elektrodowe e i/, dotykajace narzad bra- nY *y™. ze cisnienie elektrody na rtire wy¬ zowego ot, 01. Rurka u* zas, wprowadzona nosi przynajmniej dwukrotna lub trzy- do przedluzenia u narzadu brazowego 01 krotna wielkosc cisnienia, stosowanego i uszczelniona za pomoca dlawnicy v, od- Pr2y spawaniu zwyklej staU* biera wode i doprowadza ja np. do chlód- 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna- nicy/ Równiez i przedluzenie u jest zaopa- mienny tym, ze wytoczenie elektrod, przy- trzone w panewke lozyskowa n, umocowa- legajace do rury, oraz wielkosc docisku na w nieruchomym lozysku mi. elektrod, sa tak duze, iz przy odksztalce- ' Fig. 4 przedstawia na przykladzie po- niu rury, zachodzacym podczas spawania, wstawanie powierzchni oporowej i stosu- powierzchnia oparcia kazdej z dwóch elek- nek szerokosci lub zetkniecia sie dtf sred- trod posiada szerokosc zetkniecia wynosza- nicy rury. Przy tym chodzi tu o stosunko- <* okolo 1/5 — 1/10 srednicy rury, przy wo duza rure o srednicy np. 180 mm, w "ym szerokosc zetkniecia w przypadku której wedlug wynalazku szerokosc po- wiekszych srednic rury (np. 100 mm) jest wierzchni oparcia kazdej elektrody wynosi ^zblizona do dolnej, a w przypadku mniej- okol< 1/10 srednicy (to znaczy okolo 18 "ych srednic rury (np. 20 mm) — do gór- mm),. Na fig. 4 zaznaczono linia ciagla miej- ™\ g™nicy podanych wartosci (fig. 4). sce przylegania elektrody scisle do rury 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna- z obu stron miedzy punktami A i B. Taka mienny tym, ze krawedzie pasma bla- — 5 —szancgo, po wycieciu go, powleka sie tluszczem. '5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze pasy rury w poblizu szwu spawanego poddaje sie stale dzialaniu chlo¬ dzacego urzadzenia np. w postaci metalo¬ wych listw wydrazonych. 6, Urzadzenie flo wykonywania sposo¬ bu wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze po¬ wierzchnia oparcia elektrod (q, f) o scian¬ ki rury w poblizu szwu jest uksztaltowana wedlug luku kola, którego srednica jest znacznie wieksza od srednicy rury (fig* 2 L4). 7. I Urzadzenie wedlug zastrz. 6, zna¬ mienne tym, ze elektroda, jest wykonana ze spieczonej miedzi lub stopu miedzi o wiek¬ szej twaidosci i wytrzymaloscia Maschinenfabrik August, Seoithe Fritz Stiehl Zastepca: inz. B. Muller rzt&nik patentowy Sl;i.if sili uckcrel \\*.-i r.sclinu Nr f«.V^-r_\Do opisu patentowejo Nr 30648 Ark. 1 J e / a yDo opiiu patentowego Nr 30648 AA. 2 fi9.3Do opiiu patentowego Nr 30648 Ark. 3 %.4 i i^j PL