SE461198B

SE461198B - PROCEDURE WELDING IN A MULTIPLE CIRCUIT WITH DIFFERENT WELDING ENERGY BETWEEN THE CURVES

Info

Publication number: SE461198B
Application number: SE8302488A
Authority: SE
Inventors: Jury Semenovich Ischenko; Nina Alexeevna Frolova; Viktor Alexandrovich Bukarov; Vladimir Alexandrovic Khavanov; Vladislav Vasilievich Roschin
Original assignee: Jury Semenovich Ischenko; Nina Alexeevna Frolova; Bukarov Viktor Alexandr; Khavanov Vladimir Alexandr; Roschin Vladislav Vasilie
Priority date: 1982-09-28
Filing date: 1983-05-02
Publication date: 1990-01-22
Also published as: SE8302488L; DD230812A1; DE3328204C2; DE3328204A1; CS235162B1; SE8302488D0

Description

...x \D O? . 461 smältning av kanterna och inmatning i ljusbágen (i svetszonen) av ett tillsatsmaterial, med vars hjälp man formar strängar, vilka skall fylla utrymmet mellan de fasade kanterna tills en svets bildas. Det bör härvid påpekas, att ljusbâgen - samtidigt som strängarna lägges under inmatning av tillsatsmaterialet - bringas att utföra en svängningsrörelse i ett mot svetsrikt- ningen vinkelrätt plan, vilket gör det möjligt att avsevärt förbättra svetsformningskvaliteten vid ett tämligen högt svets- utbyte. ... x \ D O? . 461 melting of the edges and feeding into the arc (in the welding zone) of an additive material, by means of which strands are formed, which are to fill the space between the bevelled edges until a weld is formed. It should be pointed out here that the arc - at the same time as the strings are laid during feeding of the filler material - is made to perform a pivoting movement in a plane perpendicular to the welding direction, which makes it possible to significantly improve the weld forming quality at a relatively high welding yield.

Nämnda kända svetsteknik gör framställningen av en svets komplicerad och kräver sådana ytterligare processopera- tioner som bringande av ljusbágen i svängningsrörelse för att godtagbar svetskvalitet skall kunna erhållas, varjämte svetsarna måste ha god skicklighet. För genomförande av nämnda kända förfarande erfordras en utrymmeskrävande och dyrbar pro- cessutrustning, exempelvis en mekanism för matning av tillsats- material (tillsatstrád), en mekanism för bringande av bâgen i svängningsrörelse och elektriska anordningar för styrning av de båda mekanismerna.Said known welding technique complicates the production of a weld and requires such additional process operations as bringing the arc into oscillating motion in order to obtain acceptable welding quality, and the welds must have good skill. To carry out said known method, a space-consuming and expensive process equipment is required, for example a mechanism for feeding additive material (additive wire), a mechanism for bringing the arc into oscillating motion and electrical devices for controlling the two mechanisms.

Inom den i Sovjetunionen kända svetstekniken användes ofta ett förfarande för bàgsvetsning av skärvsvetsar medelst icke~smältande elektrod (ickesmältande elektrod) i skyddsgas- atmosfär.In the welding technique known in the Soviet Union, a method of arc welding of welds by means of non-melting electrode (non-melting electrode) in shielding gas atmosphere is often used.

Detta kända förfarande är baserat på att man i en första passage (i ett första svetsningssteg) bringar skarven att smälta fullständigt över dess tjocklek under bildande av en sträng, varvid efterföljande strängar lägges utan tillsats- material (tillsatstrád).This known method is based on in a first passage (in a first welding step) the joint is caused to melt completely over its thickness to form a strand, whereby subsequent strands are laid without additive material (additive wire).

Svetsens hàllfasthet ökar i detta fall i önskad grad genom att tryckkrafter alstras i skarven (skarvsvetsen) pá grund av att denna icke uppvärmes likformigt medelst bágen.The strength of the weld in this case increases to the desired degree by generating compressive forces in the joint (the joint weld) due to the fact that it is not heated uniformly by means of the arc.

Dessa krafter leder till att det intill smältbadet liggande svetsgodset plastiskt deformeras under inverkan av värmet. Med detta kända förfarande kan man emellertid framställa skarv- svetsar av god kvalitet med en tjocklek av högst 3 mm. Genom att detta kända förfarande får ett begränsat användningsområde blir det mindre effektivt att använda.These forces lead to the weld metal lying next to the molten bath being plastically deformed under the influence of the heat. With this known method, however, it is possible to produce splice welds of good quality with a thickness of not more than 3 mm. Due to the fact that this known method has a limited area of use, it becomes less efficient to use.

Man måste alltså öka användningsomrádet för bågsvets- ' 461 198 ning med icke-smältande elektrod utan tillsatsmaterial och göra framställning av skarvsvetsar enklare och billigare.It is therefore necessary to increase the field of application for arc welding with non-melting electrode without additive material and to make the production of splice welds easier and cheaper.

Ett förfarande för s.k. flerpassage- eller flersträng- svetsning av skarvsvetsar medelst icke-smältande elektrod i skyddsgasatmosfär är känt, vid vilket man - innan svetsningen påbörjas - fasar kanterna hos skarvar under kvarlämnande av skarvarnas rätkanter eller trubbade ändavsnitt och nedsänker elektroden till hela fasdjupet, varefter man i en första pas- sage bringar de räta avsnitten att smälta fullständigt över deras tjocklek och alltså erhåller en (första) botten- eller rotsträng i den blivande svetsen. Därefter utföres varje efter- följande passage under delvis smältning av skarvarnas kanter under bildande av respektive sträng, vilket resulterar i termo- plastiska deformationer hos skarvarnas kanter, varför fog- vinkeln minskar, och i att utrymmet mellan de fasade kanterna fylles med strängmaterialet tills svetsen bildas. Härvid varie- rar de fasade kanternas s.k. öppningsvinkel mellan 17 och 300, varvid man minskar eller ökar öppníngsvinkeln, när materialets tjocklek ökar respektive minskar.A method for so-called multi-pass or multi-strand welding of splice welds by means of a non-melting electrode in a shielding gas atmosphere is known, in which - before welding begins - the edges of splices are chamfered while leaving the seams' straight edges or blunt end sections and immersed in the electrode to the entire phase depth. passage causes the straight sections to melt completely over their thickness and thus obtain a (first) bottom or root strand in the future weld. Thereafter, each subsequent passage is performed with partial melting of the edges of the joints, forming the respective strand, which results in thermoplastic deformations of the edges of the joints, so that the joint angle decreases, and in that the space between the bevelled edges is filled with the strand material until the weld is formed. . In this case, the so-called bevelled edges vary. opening angle between 17 and 300, whereby the opening angle is reduced or increased, when the thickness of the material increases or decreases.

Vid svetsning av skarvsvetsar medelst detta kända för- farande måste man noggrant känna de fasade kanternas öppnings- vinkel för varje tjocklek hos skarvsvetsen. I annat fall ökar det antal passager (svetssträngar), som erfordras för att ut- rymmet mellan de fasade kanterna skall kunna fyllas och svetsen skall kunna formas. När tjockleken hos den svets, som formas vid efterföljande passager (vid läggning av efterföljande strängar) ökar, blir dessutom svetsens styvhet högre, samtidigt som dess motstånd mot vid svetsningen uppträdande termoplastiska deformationer ökar, vilket även leder till en ökning av antalet passager (strängar), en minskning av svetsutbytet och en ökning av svetsningskostnaderna, exempelvis en ökning av skyddsgas- och elkraftförbrukningen.When welding joint welds by means of this known method, one must carefully feel the opening angle of the bevelled edges for each thickness of the joint weld. Otherwise, the number of passages (welding strings) required for the space between the bevelled edges to be filled and the weld to be formed increases. In addition, as the thickness of the weld formed at subsequent passages (when laying subsequent strands) increases, the stiffness of the weld increases, while its resistance to thermoplastic deformations occurring during welding increases, which also leads to an increase in the number of passages (strands). , a reduction in welding yield and an increase in welding costs, for example an increase in shielding gas and electricity consumption.

När efterföljande passager utföres medelst detta kända förfarande, måste elektroden noggrant införas längs skarven praktiskt taget innan utrymmet mellan de fasade kanterna fylles med materialet och innan svetsen bildas, om fasdjupet är litet.When subsequent passages are performed by this known method, the electrode must be carefully inserted along the joint practically before the space between the beveled edges is filled with the material and before the weld is formed, if the bevel depth is small.

I annat fall kan elektroden kortslutas mot de fasade kanterna, vilket i sin tur rubbar svetsningen på grund av att elektrod- 461 :ffs 4 materialets partiklar, dvs. volframinneslutníngar, införes i svetsen, vilket icke är tillàtligt. Detta kan leda till upp- mmst av korrosion under drift. För genomförande av detta kända förfarande erfordras dessutom skickliga svetsare samt komplice- rad och dyrbar svetsutrustning. Vid botten- eller rotsträngens svetsrotyta uppsväller dessutom grundmaterialet intensivare, när antalet efterföljande strängar ökar, vilket intensifierar spänningstillstàndet hos grundmaterialet i nämnda zon och för- orsakar bildande av mekaniska belastningskoncentrationskärnor, vilket försämrar svetsens driftegenskaper och - om rörskarvar måste svetsas - minskar genomströmningsytan.Otherwise, the electrode can be short-circuited towards the chamfered edges, which in turn disrupts the welding due to the particles of the electrode, ie. tungsten inclusions, are inserted into the weld, which is not permissible. This can lead to at least corrosion during operation. In order to carry out this known method, skilled welders as well as complicated and expensive welding equipment are also required. In addition, at the weld surface of the base or root strand, the base material swells more intensively as the number of subsequent strands increases, which intensifies the stress state of the base material in said zone and causes the formation of mechanical load concentration cores, which impairs the operating properties of the weld.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett högeffektivt förfarande för bàgsvetsning av skarvsvetsar i skyddsgasatmosfär medelst icke-smältande elek- trod, vid vilket man genom lämpligt val av svetsningsförhállan- den, ordningsföljden för läggning av svetssträngar (för ut- förande av passager eller slag vid svetsning) och sättet för förberedande fasning av kanter hos de skarvar, som skall svetsas, kan framställa en svets av hög kvalitet vid botten- strängens svetsrotyta utan att de intill svetsen liggande zonernas egenskaper försämras, samtidigt som svetsningen kan genomföras medelst enklare svetsutrustning vid lägre kostnader.The main object of the present invention is to provide a highly efficient method for arc welding of welded welds in a shielding gas atmosphere by means of non-melting electrode, in which, by appropriate choice of welding conditions, the sequence for laying welding strands (for making passes or performing passages) welding method) and the method of preparatory chamfering of edges of the joints to be welded can produce a high quality weld at the bottom root weld surface without deteriorating the properties of the adjacent zones, while welding can be performed by simpler welding equipment at lower costs.

Detta uppnås enligt uppfinningen medelst ett förfarande för bågsvetsning med icke-smältande elektrod i skyddsgasatmos- fär utan tillsatsmaterial, vid vilket man - innan svetsningen påbörjas - i en förbearbetning fasar kanter hos en skarv mellan tvâ arbetsstycken under kvarlämnande av rätkanter och nedsänker elektroden i det fasade omrâdet till hela fasdjupet h, varefter man i en första svetsningspassage bringar rätkanterna att full- ständigt smälta över deras utsträckning 60 under bildande av en första sträng med tillhörande svetsrot, under det att varje efterföljande passage utföres under partíell smältning av fogens faser och bildande av ytterligare strängar, varvid faserna deformeras plastiskt, vilket resulterar i att fas- vinkeln a minskar och utrymmet mellan de förbearbetade kanterna fylles med material tills en svets bildas, varvid förfarandet enligt uppfinningen utmärker sig av att man vid varje efter- följande passage (sträng) ändrar energin i bágen per längdenhet i förhållande till föregående passage (sträng), vilken energi bestännes genan sambandet: s 461 198 \- Û u .l ' f! O ( -1 )-';O°" _. : - .___l _ N 2 A ~ < ø - 63 zfo for n = 2 till n = 1, varvid elektroden (2) - Sedan f0§ÖjUPêﬁ h och Focspaaea s. blivi: lika med ni < 0.3 - 0,4 6 resas* i ' _ ' “ ' 1 _ ._ tive B. < h. till 1,3 h. - bortföres från det fasade omradet l - l l och placeras ovanšör arbetsstyckenas yta och man sprángvis ökar bágenergin per längdenhet i förhållande till föregående passage och bringar skarvens faser - . att smälta fullständiät under bildande av en sträng vid svetsytan, varefter man för ytterligare strängar ändrar bàgenergin per längdenhet fràn passage till passage, dvs. från sträng till sträng och bestäm- mer bágenergin per längdenhet ur sambandet: . k 2 z(ó\-m_\l)°lolf _L__n_, ' “_ 6 \f5 för n _ 1 + 2 till n = k, car g = I ' U ar øàgeffekten 1 W, v bágens rorelsenastighet, cm/s, 6 arbetsstyckenas tjocklek, cm, hn fogdgupet efter den nzte strängen (passagen), cm, dvs. av- ståndet fràn arbetsstyckenas yta till strängytan för den nzte strangen n fasdjupet, cm, En fogbredden, dvs. avståndet mellan de avfasade kanterna vid svetsens yta, efter den nzte strängen, cm kg är en konstant lika med 3,5 till3,8, n ordningsnumret för passagen eller strängen, k1 en empirisk försöksfaktor lika med 1,15 till 1,35, 61 strängtjockleken vid den första passagen (vid läggning av den första strängen), cm, _f krökningsradien hos ytan hos de arbetsstycken, som skall svetsas, cm, m meniskhöjden, cm, efter den nzte strängen. 461 (98 Genom att efterföljande passager utföres under svets- ningsförhállanden, som ändras från passage till passage (fràn sträng till sträng) och som bestämmes av sambandet: , 2 §_ _ _ _ _ 4 fl Û _ n v -( L? nn_1 ) 10 ----( 64992 zfw dels alstras maximala tennoplastíska deformationer, samtidigt som tjockleken hos den svets, som bildas, ökar, vilka deforma- tioner leder till en minskning av fogvínkeln, och dels fylles utrymmet mellan kanterna med strängmaterialet genom att båg- energin utnyttjas tämligen fullständigt (effektivt) i faszonen för skarvsvetsen samt genom att den önskade uppvärmningszonen alstras för svetsens avsnitt samtidigt som de andra (övriga) avsnitten är tämligen kalla. Den föreslagna ordningsföljden för energin per löplängdenhet från sträng till sträng beaktar dels en ökning av tjockleken av den svets, som bildas, ( á* -h ), kl n“'l dels en ändring av svetsens styvhet ( -_-rr-“2 ) 1 . (ó\" al) dels en krökningsradie hos den skarvsvets, som skall framstäl- las, och dels den från föregående passager (strängsvetsar) här- rörande uppvärmningsgraden. De ovan angivna sambanden har här- letts med ledning av omfattande försöksdata. Genom att man ska- pat önskade betingelser för alstrande av maximala termoplas- tiska deformationer minskar antalet passager (svetssträngar), varför svetsutbytet ökar. Dessutom bidrar de maximala termo- plastiska deformatíonerna till att åstadkomma likfdrmiga de- formeringsförhállanden för strängmaterialet i riktning för fasen och svetsroten, vilket förbättrar svetskvaliteten.This is achieved according to the invention by means of a method for arc welding with a non-melting electrode in a shielding gas atmosphere without additive material, in which - before the start of welding - edges of a joint between two workpieces are chamfered while leaving straight edges and immersing the electrode in the beveled the area to the entire phase depth h, after which in a first welding passage the straight edges are caused to completely melt over their extent 60 to form a first strand with associated welding root, while each subsequent passage is performed during partial melting of the joints phases and formation of further strands, the phases being plastically deformed, resulting in the phase angle α decreasing and the space between the pre-machined edges being filled with material until a weld is formed, the method according to the invention being characterized in that at each subsequent passage (strand) the energy is changed in the frame per unit length in relation to the previous passage (string), which energy is constituted by the connection: s 461 198 \ - Û u .l 'f! O (-1) - '; O ° "_.: - .___ l _ N 2 A ~ <ø - 63 zfo for n = 2 to n = 1, whereby the electrode (2) - Then f0§ÖjUPê ﬁ h and Focspaaea s become: equal to ni <0.3 - 0.4 6 raised * in '_' “'1 _ ._ tive B. <h. to 1.3 h. - removed from the beveled area l - ll and placed above the workpieces surface and one gradually increases the arc energy per unit length in relation to the previous passage and brings the phases of the joint - to melt completely to form a strand at the weld surface, after which for further strands the arc energy is changed per unit length from passage to passage, i.e. from strand to strand and determines the arc energy per unit length from the relation:. k 2 z (ó \ -m_ \ l) ° lolf _L__n_, '“_ 6 \ f5 for n _ 1 + 2 to n = k, car g = I' U ar øàgeffekten 1 W, v bágens rorelsenastighet, cm / s, 6 workpieces thickness, cm, hn fogdgupet efter den nzte sträng (passagen), cm, ie, the distance from the workpiece surface to the string surface for the nzte string n fasdjupet, cm, En joint width, i.e. the distance between the chamfered edges at the surface of the weld, after the nzte strand, cm kg is a constant equal to 3.5 to 3.8, n the order number of the passage or strand, k1 an empirical test factor equal to 1.15 to 1.35, 61 the strand thickness at the first passage (when laying the first strand), cm, _f the radius of curvature of the surface of the workpieces to be welded, cm, m the meniscus height, cm, after the nzte strand. 461 (98 By performing subsequent passages under welding conditions, which change from passage to passage (from string to string) and which are determined by the relation:, 2 §_ _ _ _ _ 4 fl Û _ nv - (L? Nn_1) ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- is used quite completely (efficiently) in the phase zone for the splice weld and by generating the desired heating zone for the weld sections at the same time as the other (other) sections are rather cold.The proposed order of energy per unit length from strand to strand takes into account an increase in the thickness of the weld which is formed (á * -h), kl n "'l partly a change in the stiffness of the weld (-_- rr-" 2) 1. (ó \ "al) partly a radius of curvature of the splice weld, which is to produced, and partly the degree of heating from previous passages (string welds). The above-mentioned relationships have been deduced on the basis of extensive experimental data. By creating the desired conditions for generating maximum thermoplastic deformations, the number of passages (welding strands) decreases, which is why the welding yield increases. In addition, the maximum thermoplastic deformations contribute to achieving uniform deformation conditions for the strand material in the direction of the phase and the weld root, which improves the weld quality.

Genom att elektroden bortföres från faszonen och an- bringas ovanför ytan hos de svetsar, som skall framställas, i skarvzonen för kanterna, när fogdjupet blir lika med h í 0,36 tiLLO,46 och fogbredden B blir lika med B 5 h till 1,3 h, för- enklas efterföljande processoperationer, bl.a. blir de krav, som skall ställas på det noggranna införandet av elektroden längs skarven mellan de förberedande kanterna, lägre, vilket i sin tur gör svetsningen och svetsutrustningen enklare, varvid 461 'š98 svetsarbetena kan utföras av mindre skickliga svetsare. De före- slagna villkolen h 5 0,36 till 0,46 och B 3 h till 1,3 h bestäm- mes av de s.k. genomsmältningsegenskaperna hos en båge i skyddsgasatmosfär. När strängen lägges efter avslutat bort- förande av elektroden från faszonen, ökar man bågenergin per löplängdenhet språngartat, förutsatt att kanterna hos skarv- svetsen smälter fullständigt. Om samtliga villkor icke uppfyl- les, ger en godtycklig ökning av bàgenergin per löplängdenhet icke det önskade resultatet. Genom att kanterna smälter full- ständigt, bildas en sträng vid utsidan hos skarvsvetsen, varför utförandet av efterföljande passager (läggningen av efter- följande strängar) blir enklare, dvs. elektroden behöver icke föras utefter strängytan och i fasdjupsriktningen.By removing the electrode from the phase zone and placing it above the surface of the welds to be produced, in the joint zone for the edges, when the joint depth becomes equal to h in 0.36 to 10, 46 and the joint width B becomes equal to B 5 h to 1, 3 hours, subsequent process operations are simplified, e.g. the requirements for the precise insertion of the electrode along the joint between the preparatory edges become lower, which in turn makes the welding and welding equipment easier, whereby the welding work can be performed by less skilled welders. The proposed conditions h 5 0.36 to 0.46 and B 3 h to 1.3 h are determined by the so-called the melting properties of an arc in a shielding gas atmosphere. When the strand is laid after the removal of the electrode from the phase zone has been completed, the arc energy per unit length is increased abruptly, provided that the edges of the splice weld melt completely. If all the conditions are not met, an arbitrary increase in the arc energy per unit length does not give the desired result. Because the edges melt completely, a strand is formed on the outside of the splice weld, so that the execution of subsequent passages (the laying of subsequent strands) becomes simpler, ie. the electrode does not have to be guided along the strand surface and in the phase depth direction.

Vid läggning av efterföljande strängar ändrar man även bágenergin per löplängdenhet från sträng till sträng, vilken bàgenergi bestämmes genom sambandet: __9___ (ó\_m ylgl* ._k_2___ __._L , v " n-l ¿\ J-Qy Detta samband har härletts med ledning av omfattande försöks- data och beaktar en ökning av skarvsvetsens styvhet fràn sträng till sträng (från passage till passage) och nämnda faktorer.When laying subsequent strings, the arc energy per unit length unit is also changed from string to string, which arc energy is determined by the relation: __9___ (ó \ _m ylgl * ._k_2 ___ __._ L, v "nl ¿\ J-Qy This relation has been derived from comprehensive experimental data and takes into account an increase in the stiffness of the splice weld from strand to strand (from passage to passage) and the mentioned factors.

Under de ur detta samband beräknade svetsningsförhál- landena alstras maximala termoplastiska deformationer, vilka bidrar till att snabbt eliminera svetsens försvängning (mn_1), dvs. menisken, och till att forma en svets av god kvalitet.Under the welding conditions calculated from this connection, maximum thermoplastic deformations are generated, which help to quickly eliminate the weld oscillation (mn_1), ie. meniscus, and to form a good quality weld.

Det är lämpligt, att man före varje efterföljande pas- sage med ändrad energi per löplängdenhet uppvärmer en del av skarvsvetsen till en temperatur, som bestämmes av villkoret Ta ¿ tr é 0,2 ml :in 0,4 ml, där °c T är uppvärmningstemperaturen för skarvsvetsens del, smältpunkten för materialet i skarvsvetsen, OC T temperaturen hos fogsvetsens kvarvarande del, °C. 461-198 En dylik processoperation gör uppvärmningen av skarv- svetsen mer olikformig, vilket i sin tur intensifierar de termoplastiska deformationerna, varför fasvinkeln minskar snab- bare och utrymmet mellan kanterna fylles med strängmaterialet även snabbare, vilket slutligen minskar antalet passager vid svetsningen (dvs. antalet lagda strängar) och ökar svetsut- bytet. Behovet av att förinställa temperaturen T í 0,2 T1 till 0,4 T1 bestämmes av de mekaniska egenskaperna hos det material (den metall), som skall svetsas. Det är just inom temperatur- omrâdet av från 0,2 T] till 0,4 T1, som hàllfasthetsgränsen för de flesta metaller minskar tvärt, vilket i det givna fallet er- fordras för att deformationen skall kunna intensifieras. Om temperaturen av en del av skarvsvetsen är lägre än temperaturen T2 för den kvarvarande delen av skarvsvetsen, blir uppvärmning- en av skarvsvetsen mer olikíormig, vilket förorsakar en inten- sivare deformation, varför svetsen [örstärkes snabbare (dvs. svetsens hàllfasthet ökar snabbare).It is advisable to heat a part of the splice weld to a temperature determined by the condition Ta ¿tr é 0.2 ml: in 0.4 ml, where ° c T is before each subsequent passage with changed energy per unit length. the heating temperature of the splice weld part, the melting point of the material in the splice weld, OC T the temperature of the remaining part of the joint weld, ° C. 461-198 Such a process operation makes the heating of the splice weld more non-uniform, which in turn intensifies the thermoplastic deformations, so that the bevel angle decreases faster and the space between the edges is filled with the strand material even faster, which ultimately reduces the number of passages during welding. the number of strands laid) and increases the welding yield. The need to preset the temperature T in 0.2 T1 to 0.4 T1 is determined by the mechanical properties of the material (the metal) to be welded. It is precisely in the temperature range of from 0.2 T] to 0.4 T1 that the strength limit for most metals decreases sharply, which in the given case is required for the deformation to be intensified. If the temperature of a part of the splice weld is lower than the temperature T2 of the remaining part of the splice weld, the heating of the splice weld becomes more unequal, which causes a more intense deformation, so that the weld is strengthened (ie the strength of the weld increases faster).

Det är önskvärt, att man sedan en sträng bildats (lagts) på svetsens utsida ökar energikoncentrationen i bågen med l,5-2 gånger. Ökningen av energikoncentrationen i bågen bidrar till att minska energiförlusterna in i det omgivande mediet och öka bágenergins genomsmältningsförmága samt till att svetsen upp- värmes mycket olikformigt och de termoplastiska deformationerna genomföres intensivt och i en större volym. Det senare blir högst nödvändigt vid slutsteget för framställning av svetsen, när svetsens styvhet är maximal. Nämnda 1,5 till 2 gàngers energikoncentrationsökning bestämmes av en argonbåges fysika- liska möjligheter. Det är tekniskt komplicerat att kunna öka energikoncentrationen i argonbågen mer än dubbelt.It is desirable that after a strand is formed (laid) on the outside of the weld, the energy concentration in the arc increases by 1.5-2 times. The increase in the energy concentration in the arc contributes to reducing the energy losses into the surrounding medium and increasing the permeability of the arc energy, as well as to the weld being heated very non-uniformly and the thermoplastic deformations being carried out intensively and in a larger volume. The latter becomes highly necessary at the final stage of manufacturing the weld, when the stiffness of the weld is maximum. The said 1.5 to 2-fold increase in energy concentration is determined by the physical possibilities of an argon arc. It is technically complicated to be able to increase the energy concentration in the argon arc more than twice.

Det är lämpligt, att man vid varje efterföljande pas- sage med ändrad bâgenergi per löplängdenhet förskjuter bågen i en mot svetsningsriktningen vinkelrät riktning.It is suitable that at each subsequent passage with a changed arc energy per running length unit, the arc is displaced in a direction perpendicular to the welding direction.

Genom att nämnda processoperation utföres över fas- djupet, kan man för det första öka kanternas partiella smält- volym, varför fasvinkeln minskar snabbt och utrymmet mellan de förbearbetade kanterna fylles intensivt med strängmaterialet, och för det andra säkerställa att de förbearbetade kanterna 461 198 hopsmältes med strängmaterialet. En dylik operation efter bil- dandet av strängen vid svetsytan befrämjar att uppvärmnings- zonens tvärsdimensioner ökar och att de termoplastiska deforma- tíonerna intensifieras.By performing said process operation over the bevel depth, one can firstly increase the partial melting volume of the edges, so that the bevel angle decreases rapidly and the space between the pre-machined edges is intensively filled with the strand material, and secondly ensure that the pre-machined edges 461 198 are fused with the string material. Such an operation after the formation of the string at the welding surface promotes that the transverse dimensions of the heating zone increase and that the thermoplastic deformations are intensified.

Det är lämpligt, att man i förstärkningszonen (håll- fasthetsökningszonen) för skarvsvetsen vid dess rotsida för- bearbetar kanterna så att dessa får formen av två axiella lutande plan med olika lutningsvinkel för de laterala sidorna (sidoytorna) mot horisontalen, varvid lutningsvinkeln dï för den laterala sidan (den sidoytan) hos det lutande plan, som är längst skild fràn rätkanten, är mindre än lutningsvinkeln az för den laterala sidan hos det lutande plan, som ligger intill rätkanten.It is suitable that in the reinforcement zone (strength increase zone) of the joint weld at its root side the edges are machined so that they take the form of two axial inclined planes with different angles of inclination of the lateral sides (side surfaces) towards the horizontal, the inclination angle d the lateral side (the side surface) of the inclined plane which is furthest apart from the right edge is smaller than the angle of inclination az of the lateral side of the inclined plane adjacent to the right edge.

Genom att kanterna vid svetsens rotsida är fasade pà detta sätt kan man i själva svetsen och i den intill denna liggande zonen minska den skadliga ytsvällningen genom att den svets, som skall svetsas, deformeras termoplastiskt, och följaktligen säkerställa en jämnare övergång för svetsytan till svetsföremàlets yta. Det senare gör det möjligt att eliminera bildandet av mekaniska spänningskoncentrationscentra och för- bättra svetskvalíteten och svetsens driftegenskaper.Because the edges at the root side of the weld are bevelled in this way, the harmful surface swelling can be reduced in the weld itself and in the adjacent zone by thermoplastically deforming the weld to be welded, and consequently ensuring a smoother transition of the weld surface to the welded surface. . The latter makes it possible to eliminate the formation of mechanical stress concentration centers and improve the weld quality and the operating properties of the weld.

Behovet av att utforma sidoytorna med olika stora lut- ningsvinklar d och az beror på att svetsen och de intill denna liggande zonerba deformeras i olika hög grad. Svetszonen de- formeras mest intensivt och i högre grad, varför lutnings- vinkeln G2 för det lutande, intill rätkanten liggande planets laterala sida är större vid detta ställe (i svetszonen). I den från rätkanten längst skilda zonen sker deformationerna mindre intensivt än i den intill rätkanten liggande zonen, vilket be- ror på att materialet i den längst skilda zonen uppvärmes till en lägre temperatur och uppvisar bättre hàllfasthetsegenskaper, varför lutningsvinkeln aï för det lutande, från rätkanten längre skilda planets laterala sida är mindre.The need to design the side surfaces with different angles of inclination d and az is due to the fact that the weld and the adjacent zones are deformed to varying degrees. The welding zone is deformed most intensively and to a greater extent, which is why the angle of inclination G2 of the lateral side of the inclined plane adjacent to the right edge is greater at this point (in the welding zone). In the zone farthest from the straight edge, the deformations occur less intensively than in the zone adjacent to the straight edge, which is due to the material in the farthest zone being heated to a lower temperature and exhibiting better strength properties, so the inclination angle α1 for the inclined, from the straight edge the lateral side of the longer separated plane is smaller.

Lutningsvinkeln az för det lutande, intill rätkanten liggande planets laterala sida mot horisontalen bestämmes lämp- (o,o9 tili o,11)1r/-%9- _ .., där (1,1 :in 1,3) b ligen ur sambandet: de = BICUg 461 wâs 10 b är strängbredden vid den första passagen (vid läggning av en första sträng), cm, medan vinkeln u] är 1,5-2 gånger mindre än vinkeln az.The angle of inclination az of the lateral side of the inclined adjacent to the right edge towards the horizontal is determined to be suitable (o, o9 tili o, 11) 1r / -% 9- _ .., where (1.1: in 1.3) b lies out the relation: de = BICUg 461 wâs 10 b is the string width at the first passage (when laying a first string), cm, while the angle u] is 1.5-2 times smaller than the angle az.

Detta samband har härletts utgående från omfattande försöksdata. Den med ledning av detta samband valda lutnings- vinkeln oz bidrar i högsta möjliga grad till att förbättra svet sens egenskaper.This relationship has been derived from extensive experimental data. The inclination angle oz selected on the basis of this connection contributes as much as possible to improving the properties of the weld.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, där fig 1 schematiskt visar ett tvär- snitt genom fasade kanter hos en skarv, som svetsas genom för- farandet enligt uppfinningen, fig 2 visar ett tvärsnitt genom skarvsvetsen vid utförande av en första passage n1 (vid lägg- ning av en första sträng), fig 3 visar en perspektivvy av skarvsvetsen med första sträng, fig 4 grafiskt visar hur ener- gin.%-per löplängdenhet ändras från passage till passagen (frân sträng till sträng), fig 5 visar ett tvärsnitt genom skarv- svetsen vid utförande av efterföljande passager ni (vid lägg- ning av efterföljande strängar), fig 6 visar skarvsvetsen, när fasdjupet uppgår till h í 0,36 till 0,46 och fasbredden utgör B í h till 1,3 h, fíg 7 visar skarvsvetsen efter avslutad lägg- ning av en sträng, när bågenergin per löplängdenhet ökades språngvis, fig 8 visar den färdigsvetsade skarvsvetsen och fig 9 visar en perspektivvy av en skarvsvetszon med en del, som ut- sättes för ytterligare uppvärmning.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically shows a cross-section through bevelled edges of a joint which is welded by the method according to the invention, Fig. 2 shows a cross-section through the joint welding in making a first passage n1 ( when laying a first strand), Fig. 3 shows a perspective view of the splice weld with the first strand, Fig. 4 graphically shows how the energy.% - per running length unit changes from passage to passage (from strand to strand), Fig. 5 shows a cross section through the splice weld when making subsequent passages ni (when laying subsequent strands), Fig. 6 shows the splice weld, when the phase depth amounts to h í 0.36 to 0.46 and the phase width is B í h to 1.3 h Fig. 7 shows the splice weld after completion of laying a string, when the arc energy per running length unit was increased by leaps and bounds, Fig. 8 shows the ready-welded splice weld and Fig. 9 shows a perspective view of a splice weld zone with a part exposed to the surface. additional heating.

Förfarandet enligt uppfinningen för flersträngsbàg- svetsning av skarvar i skyddsgasatmosfär genomföras på följande sätt.The method according to the invention for multi-strand arc welding of joints in a shielding gas atmosphere is carried out in the following manner.

Innan svetsningen påbörjas, fasas skarvarnas kanter såsom följer. Vid den mot bágen vända sidan utformas en avfas- ning (en fas) med en lutníngsvínke] a (fíg 1) mot vertikalen, medan vid den sida, som är motsatt bågen, göres avfasningar med lutningsvinklar aï och oz. Lutningsvinkeln uï för ett lutande, från skarvens rätkant skilt plans laterala sida mot horisontalen är mindre än lutningsvinklen az för ett lutande, intill skarvens rätkant liggande plans laterala sida mot horisontalen. Kanterna fasas så, att skarvarnas räta avsnitt eller rätkant får en tjock- lek 50. De arbetsstycken eller de föremål, som skall svetsas, skarvas, dvs. sammanföres med varandra så, att ett skarvställe eller en skarvzon 1 (fig 2) bildas. Den önskade styvheten vid 461 198 11 skarvstället säkerställes medelst speciella spänn- eller kläm- organ (jämför exempelvis “Svetsning av utrustningar i elkraft~ verk", förlag "Energija", Moskva, 1977, s. 165-167, fig 7-4).Before welding begins, the edges of the joints are chamfered as follows. At the side facing the arc, a chamfer (a bevel) is formed with an inclination angle a (fig. 1) towards the vertical, while at the side opposite the arc, chamfers are made with angles of inclination a1 and oz. The angle of inclination uï of an inclined lateral side of a plane inclined from the right edge of the joint to the horizontal is less than the angle of inclination az of a lateral side of the inclined adjacent to the right edge of the joint towards the horizontal. The edges are chamfered so that the straight section or straight edge of the joints has a thickness of 50. The workpieces or objects to be welded are joined, ie. are joined together so that a splice point or a splice zone 1 (Fig. 2) is formed. The desired rigidity at the joint is secured by means of special clamping or clamping means (compare, for example, "Welding of equipment in electric power plants", publisher "Energija", Moscow, 1977, pp. 165-167, figs 7-4) .

Sedan arbetsstyckena skarvats vid skarvstället 1, ned- sänkes en elektrod 2 (fig 2) till hela fasdjupet h under be- aktande av båglängden, varvid den inställes ovanför en skarv eller en skarvändyta 3. Mellan elektroden 2 och skarven 3 alstras en båge (en ljusbåge) 4, som bringar materialet i kan- ter 5 och 6 att delvis smälta, varvid en rätkant (ett trubbat) avsnitt) 7 genomsmältes fullständigt över tjockleken 60 under bildande av en första strängs 9 svetsrot 8. Genom förflyttning av bågen 4 med en hastighet v (fig 3) utefter skarvytan 3, formas (lägges) strängen 9. Samtidigt uppvärmes materialet ut- efter skarvytan 3 och i en mot denna vinkelrät riktning icke likformigt.After the workpieces have been spliced at the splice point 1, an electrode 2 (Fig. 2) is lowered to the entire phase depth h, taking into account the arc length, whereby it is set above a splice or a splice end surface 3. An arc (one) is generated between the electrode 2 and the splice 3. arc) 4, which causes the material in edges 5 and 6 to partially melt, whereby a straight edge (a blunted section) 7 is completely fused over the thickness 60 to form a first strand 9 welding root 8. By moving the arc 4 with a speed v (Fig. 3) along the joint surface 3, the string 9 is formed (laid). At the same time, the material is heated along the joint surface 3 and in a direction perpendicular to it perpendicularly.

Temperaturen hos materialet (metallen) i avsnitt, vilka är i kontakt med bàgen 4 och ligger intill strängen 9, är högre än temperaturen hos materialet (metallen) i från strängen 9 skilda avsnitt, varför materialet i de intill strängen 9 liggande avsnitten strävar att utvidga sig i högre grad än materialet i de från strängen 9 skilda avsnitten, varför i zonen för strängen 9 alstras hoptryckningskrafter, vilka gör att strängen 9 plastiskt deformeras i en intill ett smältbad 10 liggande zon. Detta resulterar i att fasvinkeln a (fig 1) minskar och att utrymmet mellan kanterna 5 cxﬂm 6 fylles med sträng- materialet (fig 2), varför kanterna 5 och 6 intar ett nytt läge Sa respektive Ga.The temperature of the material (metal) in sections, which are in contact with the frame 4 and are adjacent to the string 9, is higher than the temperature of the material (metal) in sections separate from the string 9, so the material in the sections adjacent to the string 9 tends to expand to a greater extent than the material in the sections separate from the string 9, so that in the zone of the string 9 compressive forces are generated, which cause the string 9 to be plastically deformed in a zone adjacent to a molten bath 10. This results in the phase angle α (Fig. 1) decreasing and the space between the edges 5 cx ﬂ m 6 being filled with the string material (Fig. 2), so that the edges 5 and 6 assume a new position Sa and Ga, respectively.

Efter avslutat utförande av den första passagen n1 (fig 4) (dvs. efter läggning av den första strängen) med en energi per löplängdenhet lika med._l., vid vilken rätkanten 7 fullständigt genomsmälts över tjockleken 60 (fig 1) och den första strängen 9 (fig 2) med en tjocklek 61 formats, göres en andra passage nz, dvs. en andra sträng lägges. Härvid väljes energin per löplängdenhet gå-utgående från att materialet icke genomsmäl- tes fullständigt över tjockleken 61. Vid varje efterföljande pas- sage från n2 till n1 ändrar man bågenergin per längdenhet i förhållande till föregående passage enligt en kurva 11 (fig 4), som representeras av sambandet: 461 198 x 62 _.9_ ___ (å- hml) »194 a. _ __: (1) v (8-6132 zfó* Genom utförande av passagerna nz - n1 med ändrad energi per längdenhet sammanföres kanterna 5 och 6 (fig S), varvid de successivt intar lägen Sa resp. 6a, 5b resp. 6b, etc, samtidigt som fogbredden minskar till värden B1, BZ, B3 och uppgår ett värde B 5 h till 1,3 h. Genom att strängmaterialet deformeras plastiskt, fyller det utrymmet mellan kanterna, samtidigt som fasdjupet minskar till värden h1, hz, h3 och uppgår till ett värde h i 0,36 till Q,46.After completion of the first passage n1 (Fig. 4) (ie after laying the first strand) with an energy per running length unit equal to 1, at which the straight edge 7 is completely fused over the thickness 60 (Fig. 1) and the first strand 9 (Fig. 2) with a thickness 61 formed, a second passage nz is made, i.e. a second string is added. In this case, the energy per unit length is selected on the basis that the material is not completely melted over the thickness 61. At each subsequent passage from n2 to n1, the arc energy per unit length is changed in relation to the previous passage according to a curve 11 (Fig. 4), which is represented by the relation: 461 198 x 62 _.9_ ___ (å- hml) »194 a. _ __: (1) v (8-6132 zfó * By performing the passages nz - n1 with changed energy per unit length, the edges 5 and 6 (Fig. S), whereby they successively assume positions Sa and 6a, 5b and 6b, respectively, etc., at the same time as the joint width decreases to values B1, BZ, B3 and a value B amounts to 5 h to 1.3 h. deformed plastically, it fills the space between the edges, at the same time as the phase depth decreases to values h1, hz, h3 and amounts to a value hi 0.36 to Q, 46.

Elektroden 2 (fig 6) bortföres därefter från faszonen och placeras ovanför ytan hos de skarvar, som skall svetsas, symmetrískt i förhållande till kanterna 5b och 6b etc. Båg- energin per längdenhet gå ökas därefter sprángartat enligt en 1 kurva 12 (fig 4) i förhållande till föregående passage (i för- hållande till föregående sträng). Vid den nizte passagen genom- smältes skarvarnas kanter fullständigt under bildande av en sträng 13 (fig 7) med en meniskhöjd m vid skarvsvetszonens yta.The electrode 2 (Fig. 6) is then removed from the phase zone and placed above the surface of the joints to be welded, symmetrically with respect to the edges 5b and 6b, etc. The arc energy per unit length is then increased abruptly according to a curve 12 (Fig. 4) in relation to the previous passage (in relation to the previous string). At the nizte passage, the edges of the joints are completely fused together to form a strand 13 (Fig. 7) with a meniscus height m at the surface of the joint welding zone.

Därefter ändras energin per längdenhet-%-enligt en kurva 14 (fig 4) från den ni:te passagen till slutpassagen, vilken kurva be- stämmes av sambandet: ' k n _3_=(Ö\-mn_l)'lO4 (¿).Thereafter, the energy per unit length -% - changes according to a curve 14 (Fig. 4) from the ninth passage to the final passage, which curve is determined by the relationship: 'k n _3 _ = (Ö \ -mn_l)' 104 (¿).

Genom att materialet i strängarna 13 (strängmaterialet) deformeras plastiskt minskar meniskhöjden m till noll, varefter en svetssvulst 16 (fig 8) formas. Svetssträngarna lägges tills den önskade svetssvulsten eller svetsförtjockningen 16 formats.Because the material in the strands 13 (the strand material) is plastically deformed, the meniscus height m decreases to zero, after which a weld tumor 16 (Fig. 8) is formed. The weld strands are laid until the desired weld tumor or weld thickener 16 is formed.

För att intensifiera de termoplastiska deformationerna, dvs. för att snabbare kunna minska förbearbetningsvinkeln a för kan; terna 5 och 6 (fig 2) samt att snabbare kunna fylla utrymmet mellan kanterna 5 och 6 med strängmaterialet, utsättes skarv- svetsens 1 del 15 (fíg 9), varpå man vid den givna tidpunkten redan lagt strängarna 9a eller 9b etc. samt 13 eller 13a etc., 461 198 13 vid varje efterföljande passage för ytterligare uppvärmning till en temperatur varierande mellan 0,2 T1 och 0,4 TI, där T] är smältpunkten för materialet i skarvsvetsen, i OC. Delen 15 (fig 9) uppvärmes i läggningsriktningen för strängarna och i en mot denna riktning vinkelrät riktning. Dimensionerna hos svet- sens uppvärmda del 15 bör väljas utgående från att utrymmet mellan kanterna 5 och 6, eller 5a och 6a etc. skall kunna fyl- las med strängmatcrialet i högsta möjliga grad. Samtliga om- ständigheter leder till en minskning av antalet passager eller svetssträngar och en ökning av svetsutbytet.To intensify the thermoplastic deformations, ie. in order to be able to reduce the pre-processing angle a for can more quickly; 5 and 6 (Fig. 2) and to be able to fill the space between the edges 5 and 6 more quickly with the strand material, the part 15 of the splice weld 1 (Fig. 9) is exposed, whereupon at the given time the strands 9a or 9b etc. have already been laid and 13 or 13a, etc., at each subsequent passage for further heating to a temperature varying between 0.2 T1 and 0.4 TI, where T1 is the melting point of the material in the splice weld, in 0 ° C. The part 15 (Fig. 9) is heated in the laying direction of the strands and in a direction perpendicular to this direction. The dimensions of the heated part 15 of the weld should be chosen on the basis that the space between the edges 5 and 6, or 5a and 6a etc. should be able to be filled with the strand material to the highest possible degree. All circumstances lead to a reduction in the number of passages or welding strings and an increase in the welding yield.

Sedan man vid skarvsvetsens 1 utsida (toppyta) format strängen 13, ökar man energikoncentrationen i bågen 4 med 1,5-2 gånger, vilket resulterar i en minskning av energiför- lusterna in i omgivningen och i en intensivare uppvärmning av den del 15 (fig 9) av skarvsvetsen, varpå man i den givna tid- punkten lägger en sträng. Därför blir skarvsvetsens uppvärmning mer olikformig, samtidigt som de termoplastiska deformationerna intensifieras.After forming the string 13 at the outside (top surface) of the splice weld 1, the energy concentration in the arc 4 is increased by 1.5-2 times, which results in a reduction of the energy losses into the environment and in a more intensive heating of the part 15 (fig. 9) of the splice weld, whereupon a string is laid at the given time. Therefore, the heating of the splice weld becomes more non-uniform, at the same time as the thermoplastic deformations intensify.

' Vid läggning av strängar med enligt kurvan 14 (fig 14) ändrad energi per längdenhet, förskjutes bågen 4 (i fasdjupet) i en mot svetsningsriktningen vinkelrät riktning, vilket inten- sifierar kanternas 5, 6 eller 5a, 6a etc. smältning, varför utrymmet mellan kanterna fylles snabbare med strängmaterialet.When laying strands with according to curve 14 (Fig. 14) changed energy per unit length, the arc 4 is displaced (in the phase depth) in a direction perpendicular to the welding direction, which intensifies the melting of the edges 5, 6 or 5a, 6a, etc. between the edges fills faster with the string material.

Vid läggning av strängar med enligt kurvan 14 (fig 4) ändrad bågenergi per längdenhet, leder förskjutningen av bågen 4 från strängens 13 eller 13a etc. (fig 7) centrum till en ökning av uppvärmningszonen för skarvsvetsens del 15 (fig 9), varför de termoplastiska deformationsförloppen blir intensiva- re.When laying strands with according to curve 14 (Fig. 4) changed arc energy per unit length, the displacement of the arc 4 from the string 13 or 13a etc. (Fig. 7) leads to an increase of the heating zone of the splice weld part 15 (Fig. 9), so they thermoplastic deformation processes become more intense.

Uppfinningen belyses närmare nedan medelst följande exempel pá genomförande av förfarandet.The invention is further elucidated below by means of the following examples of carrying out the method.

Exempel 1 Vid svetsning av skarvar hos rörledníngar av austení- tiskt stål med en diameter av 108 mm och en väggtjocklek av 9 mm medelst ickesmältande elektrod i argongasatmosfär fasades skarvarnas kanter på följande sätt. Den mot bågen vända sidan avfasades i en vinkel a lika med 100, under det att vinkeln az 461 198' 14 beräknades genom sambandet: " 009 .JâJT-ï 4 <1- ' , o( _ o , 2 _ 26 .Example 1 When welding joints of austenitic steel pipelines with a diameter of 108 mm and a wall thickness of 9 mm by means of a non-melting electrode in an argon gas atmosphere, the edges of the joints were chamfered in the following manner. The side facing the arc was chamfered at an angle α equal to 100, while the angle αz 461 198 '14 was calculated by the relation: "009 .JâJT-ï 4 <1-', o (_ o, 2 _ 26.

Lutningsvínkeln a] antogs vara lika med den halva vinkeln az, dvs. 130, under det att rätkantens tjocklek 60 var lika med 2,5 mm.The angle of inclination a] was assumed to be equal to half the angle az, i.e. 130, while the thickness 60 of the straight edge was equal to 2.5 mm.

Elektroden nedsänktes till hela fasdjupet, varvid av- ståndet mellan elektrodens ändyta och skarven var lika med 1 mm. Man alstrade en ljusbàge och utförde en första passage q (lade en första sträng) med en bágenergi per längdenhet 5% = = 11900 W/cm under fullständig genomsmältning av rätkanten över dess tjocklek. Sedan den första strängen lagts, uppmättes fas- djupet, som utgjorde hï = 0,34 cm. Man bestämde därefter båg- energin per längdenhet för läggning av en andra sträng, genom sambandet (1): 2 __?- = (0,9 - 0,34 )° lol* [1415 '0-92- 2 1 uaoow/em 2 [con-new z-snﬂ-oaj Man lade den andra strängen, uppmätte därefter fasdjupet hz efter läggning av den andra strängen, bestämde bàgenergín per längdenhet, som erfordras för läggning av en tredje sträng, genom det liknande sambandet för gå-, etc.The electrode was immersed to the entire phase depth, whereby the distance between the end surface of the electrode and the joint was equal to 1 mm. An arc was generated and a first pass q (a first strand) was made with an arc energy per unit length 5% = = 11900 W / cm with complete melting of the straight edge over its thickness. After the first string was laid, the phase depth was measured, which was hï = 0.34 cm. The arc energy per unit length was then determined for laying a second string, by the relation (1): 2 __? - = (0.9 - 0.34) ° lol * [1415 '0-92- 2 1 uaoow / em 2 [con-new z-sn ﬂ- oaj The second string was laid, then the phase depth was measured hz after laying the second string, determined bàgenergín per length unit, required for laying a third string, by the similar connection for walking, etc. .

Sedan en fjärde sträng lagts, när fasdjupet h4 var 0,25 cm och fogbredden B var 0,3 cm, bortfördes elektroden från faszonen och placerades ovanför ytan hos de rörledningar, som svetsades, symmetriskt i förhållande till de fasade kanterna.After a fourth strand was laid, when the phase depth h4 was 0.25 cm and the joint width B was 0.3 cm, the electrode was removed from the phase zone and placed above the surface of the pipelines being welded symmetrically with respect to the bevelled edges.

Man ändrade därefter sprángartat bågenergin per längdenhet till ett värde av 18900 W/cm genom ökning av strömstyrkan och ut- förde en femte passage samtidigt som skarvens kanter smältes fullständigt under bildande av en (femte) sträng vid svetsytan.The arcuate arc energy per unit length was then changed to a value of 18900 W / cm by increasing the current and a fifth pass was made while the edges of the joint were completely melted to form a (fifth) strand at the weld surface.

.J 461 '198 15 Sedan den femte strängen lagts, uppmättes meniskhöjden m, som utgjorde 0,15 cm. För läggning av en sjätte sträng bestämdes bågenergin per längdenhet genom sambandet (II): q É = (0,9 - O,l5)°l04 11-2 6 = 20000 w/cm . 5 0.9 2 ° 5,4 -0,9 Man lade den sjätte strängen, uppmätte därefter meniskhöjden m efter läggningen av denna sträng, bestämde bågenergin per längdenhet, som erfordras för läggning av en sjunde sträng, genom det liknande sambandet för-%1- , etc. 7 Efter läggning av en nionde sträng försvann menisken, varvid svetsen fick en förtjockníng av 0,03 cm..J 461 '198 15 After the fifth string was laid, the meniscus height m, which was 0.15 cm, was measured. For laying a sixth string, the arc energy per unit length was determined by the relation (II): q É = (0,9 - 0,15) ° l04 11-2 6 = 20000 w / cm. 0.9 2 ° 5.4 -0.9 The sixth string was laid, then the meniscus height m was measured after the laying of this string, the arc energy per unit of length required for the laying of a seventh string was determined by the similar relationship for% 1. , etc. 7 After laying a ninth string, the meniscus disappeared, giving the weld a thickness of 0.03 cm.

Efter utförande av samtliga processteg framställdes alltså en svets med likformig hàllfasthet och likformig svets- förtjockning utefter skarvens perimeter (omkrets), varvid svet- sen had följande mekaniska egenskaper: hållfasthetsgräns 60,4 - 67,4 lip/mina böjvinxei 1s0° slagseghet 12,1!- - 16,5 kpm/cmz.After performing all process steps, a weld with uniform strength and uniform weld thickening was thus produced along the perimeter (circumference) of the joint, the weld having the following mechanical properties: strength limit 60.4 - 67.4 lip / min bending vinxei 1s0 ° impact resistance 12, 1! - - 16.5 kpm / cmz.

Exempel 2 Skarvar hos rörledningar av austenitiskt stål med en diameter av 108 mm och en tjocklek av 9 mm svetsades med ickesmältande elektrod i argongasatmosfär på samma sätt som i exempel 1, varvid man emellertid efter läggning av en första sträng ytterligare uppvärmde den del av skarvsvetsen, varpå man i den givna tidpunkten lade en sträng, till en temperatur T1 = = 4000C. Man uppmätte fasdjupet efter avslutad läggning av den första strängen, vilket utgjorde IH = 0,325 cm, varvid den första strängen lades samtidigt som bàgenergin per längdenhet var 11900 W/cm. Genom att hänsyn togs till att fasdjupet minskats efter läggning av den första strängen, dvs. till att utrymmet mellan kanterna fylldes med strängmaterialet snabbare, utgjorde den bágenergi per längdenhet, som erfordrades för läggning av en andra sträng, ;ëZ_= 13100 W/cm_ 2 461 198_ 16 Sedan en tredje sträng lagts, utgjorde fasdjupet h3 och fogbredden B 0,28 cm resp. 0,3 cm. Bâgenergin per längdenhet ändrades därefter spràngvis till ett värde lika med 19150 W/cm, varefter man utförde en fjärde passage under fullständig smält- ning av skarvarnas kanter och bildande av den fjärde strängen vid svetsytan. Därefter uppmättes meniskhöjden m, som utgjorde q q 0,15 cm. Bágenergin per längdenhet-É--é-etc., som erfordras för v ' v läggning av en femte sträng ochs regpektive efterföljande strängar, bestämdes genom det i exempel 1 angivna sambandet (II).Example 2 Splices of austenitic steel pipelines with a diameter of 108 mm and a thickness of 9 mm were welded with a non-melting electrode in an argon gas atmosphere in the same manner as in Example 1, but after laying a first strand, that part of the splice weld was further heated. whereupon at the given time a string was added, to a temperature T1 = = 4000C. The phase depth was measured after completion of the first strand, which was 1H = 0.325 cm, the first strand being laid at the same time as the arc energy per unit length was 11900 W / cm. By taking into account that the phase depth was reduced after laying the first string, ie. until the space between the edges was filled with the strand material faster, the bending energy per unit length required for laying a second strand,; ëZ_ = 13100 W / cm_ 2 461 198_ 16 After a third strand was laid, the phase depth h3 and the joint width B were 0, 28 cm resp. 0.3 cm. The arc energy per unit length was then abruptly changed to a value equal to 19150 W / cm, after which a fourth passage was performed while completely melting the edges of the joints and forming the fourth strand at the welding surface. Then the meniscus height m, which was q q 0.15 cm, was measured. The arc energy per unit length-É - é-etc., Which is required for laying a fifth string and also subsequent strings, was determined by the relationship (II) given in Example 1.

Efter att en åttonde sträng lagts, försvann menísken, samtidigt som svetsen fick en förtjockning av 0,03 cm.After an eighth string was laid, the meniscus disappeared, at the same time as the weld had a thickness of 0.03 cm.

Hàllfasthetsegenskaperna hos den så framställda svetsen liknar de som anges i exempel 1.The strength properties of the weld thus produced are similar to those given in Example 1.

Den ytterligare uppvärmningen av skarvsvetsens del leder alltsá till en minskning av antalet svetssträngar och svetstiden för skarvsvetsen, varför svetsutbytet ökar.The further heating of the part of the splice weld thus leads to a reduction in the number of weld strings and the welding time of the splice weld, so that the welding yield increases.

Exempel 3 Skarvar hos rörledningar svetsades på samma sätt som i exempel 2. Efter utförande av en fjärde passage, vid vilken skarvarnas kanter smält fullständigt under bildande av en sträng vid svetsytan, ökades emellertid energikoncentrationen i ljusbâgen med 1,5 gånger genom ändring av formen hos den icke-smältande elektrodens arbetsdel. Efter läggning av en femte sträng uppmättes meniskhöjden m, som utgjorde 0,04 cm.Example 3 Splices of pipelines were welded in the same manner as in Example 2. However, after performing a fourth pass, in which the edges of the splices completely melted to form a strand at the weld surface, the energy concentration in the arc was increased by 1.5 times by changing the shape of the working part of the non-melting electrode. After laying a fifth string, the meniscus height m, which was 0.04 cm, was measured.

Efter läggning av den femte strängen enligt exempel 2 var meniskhöjden m 0,06 cm. För läggning av en sjätte sträng er- fordrades en energi per längdenhet lika med V6 = 22900 W/Cm- Efter en sjunde sträng försvann menisken, medan svetsen fick en förtjockning av 0,03 cm. Hàllfasthetsegenskaperna hos den framställda svetsen liknade de som anges i exempel 1. _ Ökningen av encrgikoncentrationerna i ljusbágen leder alltså till en ytterligare minskning av antalet strängar och svetstiden för framställning av skarvsvetsen, varför svetsut~ bytet ökar.After laying the fifth strand according to Example 2, the meniscus height m was 0.06 cm. For laying a sixth string, an energy per unit length equal to V6 = 22900 W / Cm was required. After a seventh string, the meniscus disappeared, while the weld had a thickness of 0.03 cm. The strength properties of the produced weld were similar to those given in Example 1. The increase in the energy concentrations in the arc thus leads to a further reduction in the number of strands and the welding time for producing the splice weld, so that the weld yield increases.

Claims

461 198 17 P a t e n t k r a v

A method for arc welding with a non-melting electrode in a shielding gas atmosphere without additive material, in which - before starting the welding - edges (5 and 6) of a joint between two workpieces (1) are chamfered in a pre-processing while leaving straight edges (3) ) and immerses the electrode (2) in the beveled area to the entire bevel depth h, after which in a first welding passage the straight edges (3) are caused to completely melt over their extent 60 to form a first strand (9) with associated welding root (8), while each subsequent passage is performed during partial melting of the phases (5, 6) of the joint and formation of additional strands (9a, b ...), the phases (5, 6) being plastically deformed, which results in the phase angle u decreases and the space between the pre-machined edges (5, Sa, Sb _ .. and 6, 6a, 6b ...) is filled with material (9, 9a and 9b ...) until a weld is formed, net sign that at each subsequent passage (string) changes the energy in the arc (4) per unit length in relation to the previous passage (string), which energy is determined by the relation: 2 13.3 <ó “-ó“ l> 2 _: get: _: z ((9- hn_l> ' 104 for n = 2 to n = i, whereby the electrode (2) - then the joint depth hi and the joint width Bi become equal to hi í 0.3 - 0.4 6 and Bí í hi respectively to 1.3 hi - is removed from it beveled area and placed above the surface of the workpieces and the bending energy per unit length is increased abruptly in relation to the previous passage and causes the phases of the joint (Sb, Gb) to melt completely to form a strand (13) at the welding surface, after which the bending energy per unit of length from passage to passage, ie. from string to string and determines the arc energy per unit length from the relationship: 461 19.8 18 q = I 'U is the arc power in W, v the arc's speed of movement, cm / s, 6 workpiece thickness, cm, hn joint depth after the nth string (passage) , cm, i.e. the distance from the surface of the workpieces to the string surface of the nth string, the depth, cm, n the joint width, ie. the distance between the chamfered edges at the surface of the weld, after the nth string, cm kz is a constant equal to 3,5 to 3,8, n the order number of the passage or string, k] an empirical test factor equal to 1,15 to 1,35, 61 the string thickness at the first passage (when laying the first string), cm, _f the radius of curvature of the surface of the workpieces to be welded, cm, mn the meniscus height, cm, after the nth string.

Method for multi-strand arc welding according to claim I, characterized in that before each subsequent passage (when laying each subsequent strand) with changed energy per unit length, a part (15) of the joint weld is heated to a temperature determined by the condition: T¿1 T is the heating temperature of the part (15) of the splice weld, OC, T1 the melting point of the material in the splice weld, ° C T2 the temperature of the remaining part of the joint weld, ° C.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that - in the + 1st string (13) 19 46? 198 formed at the outside of the weld - increases the energy concentration in the arc (4) by 1.5 - 2 times to form an extra weld strand between the i + 1st and the i + 2th strand.

A method according to any one of claims 1-3, characterized in that when laying each subsequent strand with changed energy in the frame (4) per unit length, the frame (4) is raised in a direction perpendicular to the welding direction.

5. A method according to any one of claims 1-4, characterized in that in the thickening zone of the splice weld, at its root side (8), the edges are preprocessed so that they take the form of two axial inclined planes with different angles of inclination for the lateral angles to the horizontal, the angle of inclination a] for the inclined, from the right edge (3) along the Uxtkælåma 2 for the inclined plane side surface adjacent to the straight edge (3) (the lateral plane side surface is smaller than the inclination angle u side).

6. A method according to claim 5, characterized in that the angle of inclination az of the lateral side of the inclined adjacent to the right edge (3) is determined on the basis of the relationship: d (ø, ø9 to ogii / -ÉJJ- 2 = arctan, (1.1 to 1.3) bb is the string width when laying a first string, cm, while the angle u is 1.5 -2 times smaller than the angle az. 1