RU2524285C2

RU2524285C2 - Preparation of parts edges for arc welding of butt joint

Info

Publication number: RU2524285C2
Application number: RU2012138239/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Петрович Сидоров; Сергей Александрович Хурин
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-07-27
Also published as: RU2012138239A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to welding, particularly, to preparation of part edges for at welding of butt joint. Dual-sided skews and edge blunting are made for making of double-welded butt joint. Said skews are asymmetric over the part depth with smaller skew-to-larger skew ratio of 0.2-0.6 at total height of skews not exceeding of 50% of welded parts depth. Smaller skew is arranged on welding side at overhead position.

EFFECT: lower input of welding materials, faster preparation of weld edges.

8 dwg

Description

Изобретение относится к области сварки и может использоваться во всех отраслях, где используются неразъемные стыковые соединения.The invention relates to the field of welding and can be used in all industries where one-piece butt joints are used.

Известны сварные стыковые соединения с двусторонним симметричным скосом двух кромок, используемые для получения двусторонних швов при дуговой сварке в защитных газах. Скос кромок может быть прямолинейным, криволинейным, ступенчатым и ломаным (см. соединения С25, С26, С27 по ГОСТ 14771-76).Known welded butt joints with two-sided symmetrical bevel of two edges, used to obtain two-sided seams during arc welding in protective gases. The bevel of the edges can be rectilinear, curvilinear, step and broken (see connections C25, C26, C27 according to GOST 14771-76).

Эти соединения имеют малое притупление, не превышающее 3 мм, мало зависящее от толщины свариваемых элементов. При сварке с каждой стороны стремятся обеспечить полный провар на величину притупления кромок.These joints have a small blunting, not exceeding 3 mm, little dependent on the thickness of the welded elements. When welding, on each side they strive to ensure complete penetration by the amount of blunting of the edges.

Известно также стыковое сварное соединение с двухсторонним симметричным скосом двух кромок, используемое для получения двухсторонних швов, при котором скос кромок с каждой стороны делают равным примерно 1/3 от толщины свариваемых деталей. При сварке обеспечивают провар притупления с перекрытием выполняемых швов (см. учебник под ред. Акулова А.И., Бельчука Г.А., Демянцевича В.П. Технология и оборудование сварки плавлением), М.: Машиностроение, 1977. с.195, рис.100, данное соединение выбрано за прототип).A butt weld with a double-sided symmetrical bevel of two edges is also known, used to produce two-sided seams, in which the bevel of the edges on each side is equal to about 1/3 of the thickness of the parts to be welded. During welding, a dull penetration is provided with overlapping of the welds (see the textbook edited by Akulov A.I., Belchuk G.A., Demyantsevich V.P. Technology and equipment for fusion welding), M .: Mechanical Engineering, 1977. p.195 , Fig. 100, this compound is selected as a prototype).

Такие соединения неэффективны, так как значительная часть металла при выполнении скоса удаляется различными способами обработки, а затем заполняется дополнительным металлом при сварке. Затраты на обработку кромок и заполнение разделки при сварке таких соединений сильно возрастают с увеличением толщины свариваемых элементов при применении одновременной двухдуговой сварки, ведущейся дугами на противоположных плоскостях стыкового сварного соединения, располагаемого в горизонтальной плоскости.Such compounds are ineffective, since a significant part of the metal during beveling is removed by various processing methods, and then filled with additional metal during welding. The cost of processing the edges and filling the grooves during welding of such joints increases significantly with increasing thickness of the elements being welded when using simultaneous two-arc welding conducted by arcs on opposite planes of the butt welded joint located in a horizontal plane.

Технический эффект заявляемого изобретения заключается в экономии материалов, затрачиваемых для заполнения кромок при сварке и времени на подготовку сварочных кромок.The technical effect of the claimed invention consists in saving materials used to fill the edges during welding and time for preparing the welding edges.

Это достигается тем, что сварное стыковое соединение подготавливают с двусторонним скосом двух кромок и притуплением для выполнения двустороннего шва дуговой сваркой. В отличие от прототипа скос выполняется несимметричным по толщине деталей с соотношением высот скоса 0,2…0,6 при суммарной высоте скоса, не превышающей 50% от толщины свариваемых элементов. При этом скос с меньшей высотой располагается в потолочном положении.This is achieved by the fact that the welded butt joint is prepared with two-sided beveling of two edges and blunting to perform two-sided seam by arc welding. In contrast to the prototype, the bevel is performed asymmetrical in thickness of parts with a ratio of bevel heights of 0.2 ... 0.6 with a total bevel height not exceeding 50% of the thickness of the elements being welded. In this case, the bevel with a lower height is located in the ceiling position.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 как пример показаны конструктивные элементы (а) подготовленных кромок и расположение швов (б) предлагаемого соединения при прямолинейном скосе кромок, на фиг.2-фиг.8 - некоторые варианты конструктивных элементов (а) кромок и расположение швов (б) с двух сторон соединения.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1, as an example, structural elements (a) of prepared edges and arrangement of seams (b) of the proposed connection with a straight bevel of edges are shown, in Fig. 2-Fig. 8 are some variants of structural elements (a) of edges and the location of the seams (b) on both sides of the connection.

На фиг.1 имеются следующие обозначения: S - толщина свариваемых деталей; b - притупление свариваемых кромок; α₁ - угол разделки кромок с большей высотой; α₂ - угол разделки кромок с большей высотой; с - зазор; e₁ и е₂ - ширина валиков швов; h₁ - высота шва со стороны разделки кромок с большей высотой скоса; h₂ - высота шва со стороны разделки кромок с меньшей высотой скоса; g₁и g₂- выпуклости швов. Цифрой 1 показаны очертания сварного шва со стороны разделки кромок с большей высотой скоса кромок, а цифрой 2 - очертания сварного шва со стороны разделки с меньшей высотой скоса кромок.Figure 1 has the following notation: S is the thickness of the parts to be welded; b - blunting of the welded edges; α ₁ - angle of cutting edges with greater height; α ₂ - angle of cutting edges with greater height; s is the clearance; e ₁ and e ₂ - the width of the seams; h ₁ - the height of the seam from the side of the cutting edges with a greater height of the bevel; h ₂ - the height of the seam from the side of the cutting edges with a lower bevel height; g ₁ and g ₂ - the bulge of the seams. The number 1 shows the outline of the weld from the groove side with a greater height of the bevel, and the number 2 shows the outline of the weld from the side of the groove with a lower height of the bevel.

Стыковое соединение заключается в том, что форма скоса кромок может быть прямолинейной, криволинейной, ступенчатой или ломаной, а также возможны различные сочетания форм скоса кромок на двух половинах и с разных сторон стыка, определяемые технологическими потребностями сварки. Например, со стороны меньшего скоса кромок скос может быть прямолинейным, а со стороны большего скоса - криволинейным, ступенчатым, ломаным. Возможны и другие сочетания форм скоса кромок такого соединения, например только одна из кромок может иметь скос.A butt joint consists in the fact that the shape of the bevel of the edges can be straight, curvilinear, stepped or broken, and various combinations of the shapes of the bevel of the edges on two halves and from different sides of the joint are possible, determined by the technological needs of welding. For example, from the side of the smaller bevel of the edges, the bevel can be rectilinear, and from the side of the larger bevel - curvilinear, stepwise, broken. Other combinations of bevel shapes of the edges of such a connection are possible, for example, only one of the edges may have a bevel.

При расположении предлагаемого стыкового соединения в горизонтальной плоскости и сварке двумя дугами с двух сторон одновременно один из швов выполняется в нижнем, а второй в потолочном положении. В потолочном положении следует располагать менее скошенную часть кромок и вести сварку дугой в защитных газах плавящимся электродом или дугой с неплавящимся вольфрамовым электродом с подачей присадочной проволоки. Это связано с тем, что во избежание вытекания сварочной ванны в потолочном положении она должна иметь существенно меньший объем, чем ванна, находящаяся в нижнем положении. В нижнем положении следует размещать более скошенную часть соединения и вести сварку также дугой с плавящимся электродом в защитных газах или неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки.With the location of the proposed butt joints in a horizontal plane and welding with two arcs on both sides, one of the seams is simultaneously made in the lower and the second in the ceiling position. In the ceiling position, a less oblique part of the edges should be placed and arc welding in shielding gases with a consumable electrode or an arc with a non-consumable tungsten electrode with filler wire feeding. This is due to the fact that in order to avoid leakage of the weld pool in the ceiling position, it should have a significantly smaller volume than the bath in the lower position. In the lower position, the more beveled part of the joint should be placed and welding should also be carried out with an arc with a consumable electrode in shielding gases or a non-consumable electrode with filler wire.

Опыты по двухдуговой двусторонней одновременной сварке показали, что можно повысить предельную толщину, свариваемую без разделки кромок до 14 мм. Это значение может служить ориентиром при назначении величины скошенной и нескошенной части кромок в предлагаемых сварных стыковых соединениях. С учетом того что с увеличением толщины свариваемых элементов по сравнению с предельной без скоса 14 мм увеличивается теплоотвод в кромки и снижается провар, значение нескошенной части кромок может достигать 12 мм. Тогда диапазоном толщин элементов для предлагаемых типов сварных стыковых соединений является 14-26 мм. Предельная глубина скоса кромок для данного диапазона толщин составит соответственно от 7 до 13 мм.Experiments on two-arc bilateral simultaneous welding showed that it is possible to increase the ultimate thickness that can be welded without cutting edges to 14 mm. This value can serve as a guide when assigning the value of the beveled and not beveled part of the edges in the proposed welded butt joints. Taking into account the fact that with an increase in the thickness of the elements being welded compared to the limit without a bevel of 14 mm, the heat sink to the edges increases and the penetration decreases, the value of the non-beveled part of the edges can reach 12 mm. Then the range of thicknesses of the elements for the proposed types of welded butt joints is 14-26 mm. The limiting depth of the bevel of the edges for this thickness range will be from 7 to 13 mm, respectively.

Допустим, что двухдуговой сваркой одновременно с двух сторон необходимо сваривать пластины толщиной 20 мм. Выбираем общую высоту скоса кромок 9 мм, тогда величина притупления 11 мм. При отношении высот меньшего скоса к большему 0,2 высота большего скоса составит 9/1,2=7,5 мм, а высота меньшего скоса 1,5 мм. При отношении высот меньшего скоса к большему 0,6 высота большего скоса составит 9/1,6=5,6 мм, а меньшего 3,4 мм. При двухдуговой двухсторонней сварке может быть обеспечен провар притупления разделки кромок 1 (фиг.1). Оставшийся скос 2 (фиг.1) наплавляют. Выбор величины притупления и соотношения высот скоса кромок зависит от толщины стыкуемых элементов, теплофизических свойств свариваемого материала и проплавляющей способности дуг.Suppose that double-arc welding at the same time on both sides is necessary to weld a plate with a thickness of 20 mm. We select the total height of the bevel of the edges of 9 mm, then the blunting value of 11 mm. With the ratio of the heights of the smaller bevel to the greater 0.2, the height of the larger bevel will be 9 / 1.2 = 7.5 mm, and the height of the smaller bevel is 1.5 mm. With the ratio of the heights of the smaller bevel to the greater 0.6, the height of the larger bevel will be 9 / 1.6 = 5.6 mm, and less than 3.4 mm. When two-arc two-sided welding can be ensured by the penetration of blunting the cutting edges 1 (figure 1). The remaining bevel 2 (figure 1) is fused. The choice of the blunting value and the ratio of the bevel heights of the edges depends on the thickness of the joined elements, the thermophysical properties of the material being welded, and the melting ability of the arcs.

При необходимости сварки элементов толщиной 24 мм величину притупления можно выбрать 12 мм. Тогда суммарный скос кромок составит также 12 мм. При отношении высот меньшего скоса к большему 0,2 высота большего скоса составит 12/1,2=10 мм, а высота меньшего скоса 2,0 мм. При отношении высот меньшего скоса к большему 0,6 высота большего скоса составит 12/1,6=7,5 мм, а меньшего 4,5 мм.If it is necessary to weld elements with a thickness of 24 mm, the blunting value can be selected 12 mm. Then the total bevel of the edges will also be 12 mm. With the ratio of the heights of the smaller bevel to the greater 0.2, the height of the larger bevel will be 12 / 1.2 = 10 mm, and the height of the smaller bevel 2.0 mm. With the ratio of the heights of the smaller bevel to the greater 0.6, the height of the larger bevel will be 12 / 1.6 = 7.5 mm, and less than 4.5 mm.

Предложенное соединение позволяет сократить затраты на электродную проволоку при сварке стыковых соединений толщин свыше предельных, выполняемых без разделки кромок при одновременной двухдуговой двухсторонней сварке.The proposed connection can reduce the cost of the electrode wire when welding butt joints of thicknesses above the limit, performed without cutting edges while simultaneous two-arc two-sided welding.

Соединение может быть осуществлено с помощью известных в технике средств: известных и применяемых на производстве установок для разделки свариваемых кромок, установок для дуговой сварки плавящимся электродом. Следовательно, предлагаемое сварное стыковое соединение обладает промышленной применимостью.The connection can be carried out using means known in the art: known and used in the production of installations for cutting welded edges, installations for arc welding with a consumable electrode. Therefore, the proposed welded butt joint has industrial applicability.

Claims

A method of preparing the edges of parts for arc welding of a butt joint, including making double-sided bevels and blunting the edges of the welded parts to make a double-sided seam, characterized in that the bevels are asymmetric in the thickness of the parts with a ratio of the heights of a smaller bevel to a larger 0.2 ... 0.6 with a total the height of the bevels, not exceeding 50% of the thickness of the parts to be welded, with a smaller bevel located on the side of welding in the ceiling position.