SE436985B - Forfarande for motstandsstumsvetsning med oscillerande rorelse mellan arbetsstyckena - Google Patents

Description

7910296-8 10 15 20 25 _ 30 35 2 kontakten (kontakterna) är hög, varvid mycket värme avgives' vid kontaktställena. Metallen vid kontaktstället samt i det intill detsamma liggande området smälter mycket snabbt, samtidigt som smälta metallbryggor bildas mellan ytorna av de element, som skall svetsas, vilka metall- bryggor fungerar som kortvariga strömledare.

Det kontinuerliga sammanförandet av ytorna av de element, som skall svetsas, leder till en ökning av bryggans diameter. Vid efterföljande tidpunkt ökar strömmen i bryggan snabbt, varvid bryggans diameter börjar minska under in- verkan av elektromagnetiska krafter. Den ökande strömtät- heten medför härvid en intensiv uppvärmning av bryggan.

Vid en tillräckligt hög strömtäthet förångas metallen i bryggans centrumdel. En snabb ökning av metallång- och gastrycket inuti bryggan leder till en explosionsartad _ sönderdelning av bryggan.

Sedan kontaktbryggan exploderat, efterlämnas kratrar vid ytorna av de element, som skall svetsas. Efterföljande kontaktbrygga bildas i regel i det andra parti, där av- ståndet mellan ytorna av de element, som skall svetsas, är så kort som möjligt. Vid det ställe, där kontaktbryggan förefinnes vid en given tidpunkt, är metallen smält, medan den smälta metallen i bottendelen av den angränsande kratern kan kylas ned till en temperatur, som är lägre än solidus- temperaturen, under oxidibildning till följd av att värmet bortledes. ' ' Smältningen av ändytorna av de element, som skall svetsas, gör enbart att ändytorna iordningställes för formningen av svetsen. Svetsen framställes vid stukningen.

Ifall ändytorna - då de bringas till kontakt med varandra - är helt belagda med det smälta metallskiktet, bildas ett förenat mellanskikt av metallsmältan. Vid fortsatt stukning överbryggas spalten gradvis över hela svetsytan. Vid de ställen, där djupa kratrar är belägna, bl a där de mitt för varandra liggande kratrarna med största djup samman- faller med varandra, bildas en spalt med största möjliga tjocklek. I dessa partier av ändytorna kan smält metall lö 15 20 25 30 35 1910296-s 3 saknas vid början av stukningen eller vid den tidpunkt de bringas till kontakt med varandra. I det givna fallet formas svetsen i fast fas. För att överbrygga (tillsluta) alla spalter mellan ändytorna av de element, som skall svetsas, måste stukningen ökas. Det ansågs tills idag, att såväl otillräcklig som överdriven stukning försämrar svetskvaliteten. Då stukningen inte är tillräcklig, av- lägsnas eventuella oxider inte helt från skarven, varvid de bildade kratrarna kan förbli ofyllda, vilket försämrar svetsens egenskaper. Ifall stukningen är alltför stor, iakttages en plötslig krökning av valsningsremsorna på den valsade metallen. u Den praktiska erfarenheten visar, att de svetsade konstruktioner, som framställts medelst de kända förfaran- dena för mostståndsstumsvetsning med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena (jämför exempelvis boken av Gelman A.S.

"Grundläggande principer för svetsning medelst tryck", Mashinostroenie, Moskva, 1970, sid. 159), vid böjhållfast- hetsprov karakteriseras av att första sprickor bildas I vid en låg böjvinkel för ett parti av provföremålet från dess ursprungliga läge. De första sprickorna bildas vid de ställen, där de krökta valsningsremsorna "mynnar" i svetsytan. Då valsgods svetsas, ökar emellertid svetsens tänjbarhet, om krökningsvinkeln för valsningsremsorna i förhållande till längdaxeln för de element, som skall svetsas, inte överstiger en kritisk vinkel av 25 - 30°.

En sådan krökning av valsningsremsorna i svetsarna kan åstadkommas vid ett noggrant bestämt stukvärde (en stuk- sträcka). Detta innebär att stukningen måste vara erforder- lig och tillräcklig för att kunna överbrygga (fylla) alla spalterna i skarven och samtidigt måste leda till minsta möjliga krökning av valsningsremsorna.

För att så noggrant kunna bestämma stukvärdet måste man emellertid bestämma storleken (tjockleken) av största möjliga spalt, d v s Asp max_ Ett förfarande för motståndsstumsvetsning med oscil- lerande rörelse mellan arbetsstyckena är vidare känt 7-9102 9i6- 8 l0 15 '20 zsi 30 35 4 (jämför exempelvis artikeln av Livshits V.S. et al- "Väl av den optimala stukningen vid motståndsstumsvetsning av stålrör med oscillerande rörelse mellan desamma", tid- skriften “Stroitelstvo truboprovodov (Byggande av rör- ledningar), nr 9, 1966, sid. 18). Detta förfarande grundar sig på att ändytorna av valsytorna av valsgods, exempelvis rör, bringas att smälta vid en i förväg bestämd tomgángs- spänning och en inbördes stukning av valsgodset. Stukvärdet bestämmes med hänsyn till en temperatur för skarvgränsen, med vilken temperatur man förstår temperaturen hos den tvärsnittsyta av röret, som före stukningen är skild från de ändytor, som skall smälta, på ett avstånd lika med halva stuksträckan. Vid det kända förfarandet räknar man företrädesvis med temperaturen av ll00-ll50°C, som anses vara temperaturen för skarvgränsen. Genom att bestämma stukvärdet (stuksträckan) i beroende av temperaturen hos skarvgränsen finner man att stuksträckan måste vara lika med 14 mm i och för att man skall kunna säkerställa hög svetskvalitet för de arbetsstycken med en tjocklek av 20 mm, som skall svetsas. Vid en_sådan stuksträcka (enligt nämnda artikel) är meae1böjvinke1n 1oo°. Meae1böjvinke1n bestämmes genom böjprovning av 12 provföremål, som utskuritsr från olika områden av svetsskarven. Skarven (svetsen) med godtagbar kvalitet anses vara den, vid vilken medel-D böjvinkeln är minst l00°, ' Genom försök har man kunnat konstatera, att den svets- kvalitet, som skall bestämmas efter medelböjvinkeln,.upp-4 nås, när temperaturen för skarvgränsen är 1100-l500°C.

Ifall temperaturen för skarvgränsen anses vara lägre än l100°C, i vilket fall man bestämmer att stuksträckan över- stiger den optimala, och ifall denna temperatur är högre än L1so°c, 1 vilket fe11 etuketräeken är minare än den optimala, försämras svetskvaliten{ Det förstnämnda vill- koret (t° < ll00°C) är huvudsakligen riktigt. Det andra villkoret (t° > ll50°C) är inte riktigt, eftersom svetsen eller metallsammanbindningen (metallvidhäftningen) vid stukningen redan âstadkommes, när de delar, som skall 10 15 20 -25 30 35 7910296-8 5 svetsas, bringas till kontakt med varandra. Metallsamman- bindningen i skarven kan huvudsakligen försvagas i två fall, d v s då en avsevärd mängd oxidfilmer med stor tjock- lek före stukningen förekommer vid ändytorna av de arbets- stycken, som skall svetas, på grund av rubbade svetsnings- förhållanden och då de ändytor, som skall svetsas, upp- värmes övermåttan, vilket leder till att metallen över- brännes vid ändytorna. Under de riktigt valda svetsnings- förhållandena bildas metallsammanbindningen mellan arbets- styckena, då dessa bringas till kontakt med varandra vid stukningen.

Enligt andra kända data är övermåttet vid stukningen (stukningsmån) för arbetsstycken med samma tjocklek 13 mm, vilket i det närmaste är lika med den medelst nämnda kända förfarande bestämda stuksträckan.

Vid en sådan stuksträcka krökes valsningsremsorna avsevärt i svetszonen. Flertalet provföremâl av stål exempelvis stål 3, stål 20, l7GIS, 18GAF, 0962 och X60 uppvisar vid böjprovningen en böjvinkel, som avsevärt understiger l0O°, under det att vissa provföremål har en böjvinkel understigande 40°.

Det är känt att svetsens tänjbarhet - ifall vals- stycken svetsas - blir högre, om krökningsvinkeln för valsningsremsorna i förhållande till längdaxeln för de -arbetsstycken, som skall svetsas, inte överstiger en kritisk vinkel av 25-30°. En sådan krökning av valsningsremsorna i svetsarna kan åstadkommas vid en så kort stuksträcka som möjligt.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för motstándsstumsvets- ning av valsgods av icke-järnmetaller med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena, vid vilket de arbetsstycken, som skall svetsas, stukas en sträcka, som står i ett s k funktionssamband med tjockleken av största möjliga spalt, vilket resulterar i högre svetskvalitet och högre mekaniska egenskaper hos metallen i svetszonen. å91o29¿~s 10 15 20 25 30 35 6 Detta uppnås medelst förfarandet enligt uppfinningen- för motståndsstumsvetsning av valsgods av icke-järnmetaller med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena, vilket förfarande grundar sig på att ändytorna av de arbetsstycken, 7 som skall svetsas, bringas att smälta vid en förutbestämd tomgångsspänning och vid deras inbördes stukning, varvid arbetsstyckena, enligt uppfinningen, stukas en sträcka, som utgör 1,2-3 gånger tjockleken av största möjliga spalt mellan ändytorna av de arbetsstycken, som skall svetsas, varvid tjockleken av största möjliga spalt bestämmas genom :sambandet _ A sp.max = f(U2 tomg.' 6“>' där Sp max är tjockleken av den största möjliga spalten, U2 tomg_ tomgångsspänningen, - Ö tjockleken av det valsgods (det arbetsstycke}, som skall svetsas. I Enligt en utföringsform av uppfinningen svetsar man valsgods med en tjocklek av 5-20 mm under stukning av valsgodset (arbetsstyckena) en stuksträcka, som utgör 1,2-1,8 av tjockleken av den maximala spalten, vilken tjocklek bestämmes genom sambandet Asp.max. ; U2 tomg. (0'22. 6 + o'2)' Enligt den andra utföringsformen av uppfinningen svetsar man valsgods (arbetsstycken) med en tjocklek över- stigande 20 mm under stukning av arbetsstyckena en sträcka, som utgör 1,5-3 gånger tjockleken av den maximala spalten mellan arbetsstyckena, vilken tjocklek bestämmes genom sambandet Asp_max_ = m2 tomw Vid förfarandet enligt uppfinningen kan man genom en noggrannare bestämning av tjockleken av den maximala spalten mellan arbetsstyckena noggrannare bestämma stuk* sträckan, varigenom man kan åstadkomma svetsar av hög kvalitet med stabila mekaniska egenskaper, vilket bekräftas av provningen av de svetsar av varierande slag, som fram- ställts medelst förfarandet enligt uppfinningen. 10 15 20 '25 30 35 7910296- 8 7 Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l schematiskt visar en svetszon, då man smälter ändytorna av de arbetsstycken av valsat material, som skall svetsas, fig. 2 schematiskt visar en svets, som framställts medelst förfarandet för motståndsstumsvetsning med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena, samt klart visar valsningsremsor, fig. 3 schematiskt visar svetszonen och i förenklad form klargör kraterbildningen, varvid fig. 3a och 3b visar hur kontakten förstöres, då utsprången på de ytor, som skall smälta, _ har en avsevärd höjd, under det att fig 3c och 3d klargör kraterbildningen vid de ytor, som skall smälta, vid en ringa tjocklek hos spalten mellan ytorna.

Det är känt, att maximitjockleken Åsp_maX_ (fig. 1) av spalten mellan de arbetsstycken l och 2 av valsat mate- rial, som skall svetsas, beror på hur kontakterna bildas och förstöres, när de ytor av arbetsstyckena 1 och 2, som skall svetsas, smälter. Ifall spalten i närheten av kontaktområdet är tillräckligt stor, vilket kan äga rum vid en avsevärd höjd av utsprången på de ytor, som skall smälta, efterlämnas inte några tämligen märkbara fördjup- ningar (fig. 3a och b) i de ytor, som skall smälta, då kontakterna förstöres. Om tjockleken av spalten mellan dessa ytor är låg (fig. 3c), undantränges kontaktmetallen - allteftersom den smälter - medelst elektrodynamiska krafter in i spalten, samtidigt som ett svetsomráde (ett hopsvetsomrâde) bildas, vilket karakteriseras av att en metallsammanbindning (en metallbindning) åstadkommes mellan de arbetsstycken, som skall svetsas. Detta resulterar i att detta svetsområde samtidigt uppvärmes över hela sin yta. Djupet av den krater, som bildas vid smältningen av svetsområdet, kommer att vara större, ju större ytan av detta svetsområde blir, vilken yta i sin tur bestämmes av den s k temperaturfältsgradienten (temperaturgradienten) ”före smältningsfronten (smältfronten). Temperaturgradienterna kommer att vara olika, om värmebortledningsförhållandena i dessa områden är olika. I närheten av kanten av det 7910296-8 10 15' 20 25 30 35 8 arbetsstycke, som skall svetsas, bortledes värmet mindre intensivt än i centrumdelen av den yta, som skall smälta, vilket innebär att kraterdjupet blir mindre där. Krater- djupet blir därför mindre allteftersom smältningsfronten förskjutes från centrumdelen av de ytor, som skall smälta, till deras kanter.

Vid en tämligen stor tjocklek hos provföremålen för- blir värmebortledningen konstant, då smältningsfronten förskjutes på ett bestämt avstånd från den yta, som skall smälta (fig. 3d). I det givna fallet uppvärmes kontakten - oberoende av kontaktens läge - analogt med att en halv- oändlig kropp uppvärmes av en punktformad källa. Vid en tjocklek av ett element av den tvärsnittsyta, som skall svetsas, som överstiger 2 Lkr, beror därför maximidjupet av kratrar och följaktligen maximitjockleken av spalten mellan arbetsstyckena i ringa grad på tjockleken av de arbetsstycken, som skall svetsas (Lkr betecknar längden av avsnitt av de ändytor, som skall smälta, vilka avsnitt är belägna i närheten av ytan av de arbetsstycken, som skall svetsas, varvid tjockleken av spalten mellan änd- ytorna av de arbetsstycken, som skall svetsas, över dessa avsnitt ökar från den minimala till den maximala, såsom visas i fig 3d). Genom försök har man kunnat konstatera, att Lk tjocklek hos arbetsstycket, som överstiger 18-20 mm, inte inverkar väsentligt på spaltens maximitjocklek Åsp max , såsom iakttages, då arbetsstyckenas tjocklek understiger 18 mm. Genom försök har det funnits, att maximitjockleken r är 9-10 mm. Detta innebär att variationen i den av spalten mellan arbetsstyckena ändras proportionellt mot arbetsstyckenas tjocklek, men ändringshastigheten för maximitjockleken Å är - då man svetsar arbets- stycken med en tjocklek âgdïïïtigande 18 mm - avsevärt högre än vid svetsning av arbetsstycken med en tjockleki överstigande 20 mm. V _ Uppvärmningen av metallen i hopsvetsomràdena bestämmes inte enbart av värmebortledningsförhållandena utan även 10 15 20 25 30 35 7910296-8 9 av ledningsförmågan hos dessa områden. När tomgångsspän- ningen U ökar, blir ledningsförmågan högre, varför gynnsammšrëoggtingelser skapas för ökningen av ytan av hopsvetsområdet, då tomgångsspänningen är hög. Vid höga spänningar smälter dessutom en större mängd metall per tidsenhet. Med anledning därav ansamlas i spalten mellan de arbetsstycken, som skall svetsas, framför smältnings- fronten en avsevärd mängd smält metall, som bildar hop- svetsområdet. Detta resulterar i att kraterdjupet och följ- aktligen maximitjockleken av spalten mellan arbetsstyckena blir större. De genomförda undersökningarna har visat, att maximitjockleken av spalten mellan de arbetsstycken, som skall svetsas, ändras proportíonellt mot tomgångs- 'spänningen, varvid ett dylikt proportionellt samband hálles konstant vid svetsning av arbetsstycken med godtyclig tjocklek. _ Maximitjockleken av spalten vid arbetsstyckena beror huvudsakligen på andra svetsningsparametrar. Vid svetsning med olika sammanföringshastighet för arbetsstyckena ändras exempelvis enbart formen hos kratrarna vid de ytor, som skall smälta. Samtidigt som sammanföringshastigheten ökar, blir kratrarnas kanter mindre branta men kraterdjupet förblir i detta fall konstant.

På grund av erhållna data har man härlett empiriska formler, som bestämmer maximitjockleken av spalten mellan de arbetsstycken, som skall svetsas, vid smältningen (med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena). Då arbets- styckenas tjocklek är 5-20 mm, är spaltens maximitjocklek lika med Asp.max. =U2 tomg Ifall arbetsstyckets tjocklek överstiger 20 mm, blir spal- (o,o22 - 6 + 0,2). tens maximitjocklek lika med Asp.max. = U där Å sp.max. arbetsstyckena respektive tjockleken hos de arbetsstycken, betecknar tomgángsspän- (o,oo1 6 + 0,62), 2 tomg är maximitjockleken av spalten mellan' som skall svetsas, medan U2 tomg ningen i volt. 191o296~a 10 15 20 25 30 35 10 Genom inställning av minsta möjliga stuksträcka lika med A = 1,l A kan man enbart framställa st sp.max svetsar av hög kvalitet vid en bestämd bredd av en uppvärm- ningszon, d v s -det parti av det arbetsstycke, som skall svetsas, som sträcker sig från arbetsstyckets ändyta till dess innerst liggande zon, över vilket parti temperaturen ändras från smältpunkten till det omgivande mediets tempe- ratur. Uppvärmningszonens bredd beror emellertid på ett antal faktorer och ändras inom vidsträckta gränser. Upp- värmningszonens bredd exempelvis, ökar i regel när tjock- leken hos de arbetsstycken, som skall svetsas, ökar. Upp- värmningszonens dimensioner ändras i beroende av svets- ningsförhållandena, d v s de är mindre vid svetsning under "hårda" förhållanden än vid svetsning under "milda" förhållanden. Uppvärmningszonens bredd beror i hög grad på det använda förfarandet för svetsning med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena, d v s den är mindre vid svetsning med kontinuerlig oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena än vid svetsning med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena under förvärmning. I Stuksträckan bör därför väljas lika med 1;2 till 3 gånger maximitjockleken Å- av spalten mellan arbets- styckena, varvid den instälïeïai beroende av uppvärmnings-. zonens bredd. ' _ _ .

Vid svetsning av arbetsstycken med en tjocklek av 5-20 mm under de hårda förhållanden, som utmärker sig av en kort termisk cykel, d v*s en förhållandevis liten uppvärmningszon, bör stuksträckan utgöra 1,2-1,5 gånger A sp.max.

Vid svetsning av exempelvis rör av stål 20 med en diameter av 219 mm och en väggtjocklek av 12 mm med kon- tinuerlig oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena (rören) medelst en motståndsstumsvetsmaskin vid en varaktighet av den termiska cykeln av 60 s och en tomgångsspänning av U = 6,5 V förinställdes en stuksträcka Ast lika 2 tomg a med 4 mm: 10 15 20 25 30 35 7910296-e 11 Åst = 1,3 Asp max, där Åsp max = 6,5 (Û,Û22-12 + 0,2) = 3,01 mm ; Åst = 1,3 - 3,01 = 3,913 mm. Det antas att Åst =4mm. _ Vid svetsning av arbetsstycken med samma tjocklek (5 - 20 mm) under de milda förhållanden, som utmärker sig av en lång termisk cykel, bör stuksträckan utgöra 1,5 till 1,8 gånger Asp max.

Då man exempelvis svetsar rör av stål X60 med en diameter av 1420 mm och en väggtjocklek av 18 mm med konti- nerlig oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena (rören) medelst en motståndsstumsvetsmaskin vid en varaktighet av den termiska cykeln av 150 s och en tomgångsspänning 7 V, förinställdes en stuksträcka Åst = 7 mm, = 1,7 A Sp max, där A Sp max = 7 (0,022-18 st = l,7- 4,172 = 7,092 mm. Det är lika med 7 mm.

U2 tomg d v s Ast +o,2)-= 4,172 mm; A antas att Å st Vid svetsning av plåtar av stål 3, 17 GIS, 09G2 med en tjocklek av 20 mm och en bredd av 200 mm medelst en svetsmaskin genom förfarandet med kontinuerlig oscil- lerande rörelse mellan arbetsstyckena (plåtarna) vid en varaktighet av den termiska cykeln av 100 s och en tom- = 6,8 V förinställdes en stuksträcka st = 1'5 Asp.max, där Asp.max = St = 1,5-4,35 = 6,525 mm. gàngsspänning U2 tomg Åst = 6,5mm, d v s A 6,8 (0,022 - 20 + 0,2)= 4,35 mm ; A Det antages att Ast = 6,5 mm.

Ifall man svetsar arbetsstycken med en tjocklek över- stigande 20 mm exempelvis valsgods med stor tvärnsittsyta under "milda" svetsningsförhâllanden medelst förfarandet med kontinuerlig oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena, bör stuksträckan utgöra 1,5 till 1.8 gånger I Åsp_max_ Vid svetsning av exempelvis plåtar av stål l8G2AF med en tjocklek av 30 mm och en bredd av 200 mm medelst en svetsmaskin vid en varaktighet av den termiska cykeln av 180 s vid en tomgångsspänning U = 7,2 V förinställ- 2 tomg = 8,5 mm, d v s. = 7,2 des en stuksträcka A Ast = l'8 A +0,62)= 4,68 mm.

Ast = 1,8-4,68 = 8,424 mm. Det antas att Ast är 8,5 mm. st sp max, (0,001-30 där A sp.max 191u29e-se 10 15 20 25 30 35 12 Då man svetsar arbetsstycken med en tjocklek över- stigande 20 mm exempelvis valsgods med stor tvärsnitts- .yta medelst förfarandet med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena under förberedande förvärmning, förinställ- des en stuksträcka lika med 1,8 till 3 gånger A Sp max ~ Vid svetsning av exempelvis plåtar av stål 3 med en tjocklek av 50 mm och en bredd av 180 mm medelst en svetsmaskin vid en total varaktighet av den termiska cykeln av 200 s vid en tomgångsspänning U2 tomg = 7,5 V förin- ställdes en stuksträcka Ast = 13 mm, d v s. _ Ast = 2,5 Aspïmax , där AsP_max=7,5 (0,00l-50 , + 0,62)= 5,1 mm. A st = 2,5-5,1 = 12,75 mm. Det antas att A St = 13 mm. i 1 Vid svetsning av rör av stål 20 med en diameter av 159 mm och en väggtjocklek av 10 mm vid en varaktighet av den termiska cykeln av 60 s vid en tomgångsspänning U2 tomg = 6,2 V förinställdes en stuksträcka. A st lika med 1,2 ÅSp_max, där Sp max = 6,2(0,022-10 + 0,2) = 2,6 mm, st = 1,2-2,6 =3,l mm. Genom avrundning med en noggrannhet av 0,5 mm antages det att Åst = 3 mm.

Vid svetsning av plåtar av stål 3 med en tjocklek av 50 mm.vid en total varaktighet av den termiska cykeln 2 tomg = 7,1 V stukades Å_st, som bestämts på följande sätt.

Ast - , där ASp_max = 7,1 (0,00l-50 + 0,62)= 4,76 mm ; = 3-4,76 = 14,35 mm. Det antas att stuksträckan är 14,5 mm. * Följande negativa exempel belyser de fall, då för- farandet enligt uppfinningen användes under rubbing av de förinställda gränserna för den stuksträcka, som er- av 260 s och en tomgångsspänning U plåtarna en sträcka fordras för att överbrygga spalten med maximitjockleken mellan arbetsstyckena.

Ifall stuksträckan är lika med 1,1 Å spbmax i skarven (svetsen), under i övrigt lika betingelser, , kan uppkomma delvis genomsmälta områden, vilka utgöres av -ofyllda kratrar, vilket fenomen kan iakttagas i ett större antal skarvar (svetsar) ju intensivare de arbetsstycken, 10 15 20 25 30 35 7910296- 8 13 som skall svetsas uppvärmes. Vid svetsning av exempelvis rör av kolstäl med en diameter av 219 mm och en väggtjock- lek av 12 mm medelst en motstândsstumsvetsmaskin, vars sekundärkrets har låg resistans bestämde man vid en var- aktighet av den termiska cykeln av 80 s och en tomgàngs- = 6,5 v Sp_max. lika med 6,5 (0,022-12 +0,2) = 3,01 mm, vilket innebär att Ast är lika med 1,1 - 3,01 = 3,311 mm. Genom avrundning i ökningsriktningen med en spänning U2 tomg maximitjockleken A noggrannhet av 0,5 mm antages det, att Ast = 3,5 mm.

Brotthållfasthetsprovning av sådana svetsar visar, att svetsarnas (svetsgodsets) hàllfasthetsegenskaper i huvudsak motsvarar dessa egenskaper hos grundmaterialet. I tre av sju svetsar upptäcktes emellertid ofyllda kratrar.

Om stuksträckan utgör 3 gånger A sp max , leder detta praktiskt taget alltid till en större krökning av valsningsremsorna, eftersom den maximala stuksträckan lika med 3 A sp_max ökning inte enbart är irrationell med hänsyn till svets- motsvarar den uppvärmningszon, vars kvaliteten utan även är svår att genomföra i praktiken.

Vid svetsning av exempelvis plåtar av stål 3 med en tjocklek av 50 mm och en bredd 180 mm vid en total varaktighet av den termiska cykeln av 220 s vid en tom- gångsspänning U = 7,5 V och en stuksträcka lika med 3,2 A bestämde man att A var lika med SpJIlaX SQJRâX 7,5 (0,00l-50 + 0,62) = 5,1 mm, i Vilket fall A St = =3,2-5,1 = 16,32 m. Det antaget att Ast är 16,5 mm.

I den svets, som framställts vid en sådan stuksträcka, 2 tomg överstiger krökningsvinkeln för valsningsremsorna 30°, medan medelböjvinkeln minskar.

Det enligt uppfinningen föreslagna förfarandet för svetsning gör det möjligt att åstadkomma svetsar av hög kvalitet med stabila mekaniska egenskaper, vilket bekräftas genom allsidig provning av de svetsar av varierande slag, som framställts medelst förfarandet enligt uppfinningen.

Alla de svetsar, som framställts medelst förfarandet enligt uppfinningen (de viktiga svetsningsparametrarna anges) uppvisar höga och stabila mekaniska egenskaper, 7910296- 8 10 l5 20 25 30 35 14 samtidigt som krökningsvinkeln för valsningsremsorna är högst 30° (fig. 2).

Av det totala antalet (524) böjhållfasthetsprovade provstycken hade enbart O,9% (2 provstycken från svetsen med en tjocklek av 30 mm och 3 provstycken från svetsen med en tjocklek av 50 mm) en böjvinkel av 100-180°, medan de övriga provstyckena (99,l%) hade en böjvinkel av 180° (fig. lb). Medelböjvinkeln för svetsarna med en tjocklek av 30 mm var l74°, medan den för svetsarna med en tjocklek av 50 mm var l63°. Svetsníngen medelst de kända förfarandena gör det möjligt att åstadkomma svetsar, vars medelböj- vinkel enbart är l00° vid en eventuell minskning av böj- vinkeln för enskilda provkroppar till §0°.

Alla de brotthållfasthetsprovade provkropparna (totalt 262 provkroppar) hade de mekaniska egenskaper, som mot- svarade dessa egenskaper hos grundmaterialet.

Användningen av förfarandet enligt uppfinningen för svetsning av arbetsstycken av valsat material gör det möjligt att förbättra de mekaniska egenskaperna hos de svetsar, som framställts genom svetsningen med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena, till de som.erfordras för viktiga svetsade konstruktioner exempelvis gas- och olje- ledningar med stor diameter, som är avsedda att nedläggas i områden av Fjärran Norden, samt högtrycksångledningar för värmekraftverk. Detta gör det möjligt att använda ett sådant högeffektivt och automatiserat svetsningsför- farande som motståndsstumsvetsning med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena under uppnående av en hög ekonomisk effekt.

Den praktiska användningen av förfarandet enligt uppfinningen gör det vidare möjligt att minska storleken hos de grader, som måste avverkas från svetsarna efter avslutad svetsning. Detta minskar avsevärt arbetsinsatsen för avgradningen av svetsarna och ökar svetsutbytet, vilket i sin tur minskar kostnaderna för bearbetning av svetsen., På grund av minskad stukningsmån blir åtgången av den metall, som skall svetsas, lägre. Vid svetsning av exempel- vis rör med en diameter av 1420 mm och en väggtjocklek 7910296-8 15 av 18 mm uppnår man genom användningen av den nya process- tekniken en metallbesparing av ungefär 4 kg per svets (svetsad skarv).

Claims (3)

1. vøaazsšés 10 15 20 25 16 0 PATENTKRAV l. Förfarande för motstândsstumsvetsning av vals- stycken av icke-järnmetaller med oscillerande rörelse mellan arbetsstyckena, vilket grundar sig på att ändytorna av de arbetsstycken, som skall svetas, bringas att smälta vid en förutbestämd tomgångsspänning och under inbördes stukning av arbetsstyckena, k ä n n e t e c k n a t av att arbetsstyckena stukas en sträcka, som utgör 1,2 till 3 gånger maximitjockleken av spalten mellan ändytorna av de arbetsstycken, som skall svetsas, varvid maximi- tjockleken av spalten bestämmes av sambandet Asp.max = f (U2 tomg' 6 )' är maximitjockleken av spalten mellan ar- Ö tjockleken där sp.max betsstyckena, tomgångsspänningen, U2 tomg hos de arbetsstycken, som skall svetsas.

2. Förfarande enligt patentkravet l, t e c k n a t av att man - i och för svetsning av arbets- stycken med en tjocklek av 5-20 mm - stukar arbetsstyckena en sträcka, som utgör 1,2 till 1,8 gånger maximitjockleken av spalten mellan arbetsstyckena, vilken maximitjocklek k ä n n e - bestämmes efter sambandet Asp.max = U2 tomg (O'022°Ö + 0'2)'

3. Förfarande enligt patentkravet l, t e c k n a t av att man - i och för svetsning av arbets- k ä n n e - stycken med en tjocklek överstigande 20 mm - stukar arbets- styckena en sträcka, som utgör 1,5 till 3 gånger maximi- tjockleken av spalten mellan arbetsstyckena, vilken maximi- tjocklek bestämmes efter smabandet ASp_max = U2 tomg (o,oo1-6 + 0,62)