SU1127727A1 - Способ получени сварного соединени - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ, при котором осуществл ют разделку со ,скосом кромок. 1 сборку стыка и заполнение разделки прерывистыми сварными швами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества соединени  путем уменьшени  остаточных деформаций и напр жений, после выполнени  разделки на скосы каждой из кромок направл ют валики, отсто щие друг от друга на равном рассто нии и нормальные к направлению оси стыка, а в процессе заполнени  разделки заплавл ют промежутки между предварительно наплавленными валиками , нормальными к оси стыка, накладывают одно- или многопроходный шов по оси стыка и выполн ют усиление шва валиками , нормальными к оси стыка. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что сборку стыка осуществл ют путем закрепI лени  кромок за пределами разделки. (Л Ю ю Фи. 1

Description

Изобретение относитс  к сварочному производству и касаетс  выполнени  электродуговой сваркой плав щимс  электродом многопроходных поворотных стыков с полным проваром кромок, преимущественно с доступом с одной стороны, например, высокопрочных труб, сваренных электродами меньшей прочности, а также сталей и чугуна с ограниченной свариваемостью.

Известны сварные соединени  с полным проваром, примен емые в сварочном производстве крупногабаритных конструкций, работающих в услови х циклических нагружений 1.

Однако выполнение непрерывных щвов с полным проваром при стандартной конструкции сварного соединени  и при непрерывном заполнении стыка создает в соединении и в околошовной зоне большие остаточные напр жени , значительно снижающие усталостную прочность и несущую спо .собность соединени .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ получени  сварного соединени , при котором осуществл ют разделку со скосом кромок, сборку стыка и заполнение разделки прерывистыми сварными швами 2.

Недостатком способа  вл етс  больша  трудоемкость при изготовлении разделки, в особенности механорезанием, по сравнению с изготовлением разделки с равномерной глубиной кромок.

Кроме того, существенным недостатком способа  вл етс  неравнопрочность соединени  по сравнению с остальными участками кромок за пределами расположени  сварного щва, так как с полным проваром Ьварены только участки разделки с более глубокими лунками. Участки с мелкой разделкой сварены не на всю глубину.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение остаточных -напр жений и деформаций.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу получени  сварного соединени , при котором осуществл ют разделку со скосом кромок, сборку стыка и заполнение разделки прерывистыми , сварными швами, после выполнени  разделки на скосы каждой из кромок наплавл ют валики, отсто щие друг от друга на равном рассто нии и нормальные к направлению оси стыка , а в процессе заполнени  разделки заплавл ют промежутки между предварительно наплавленными валиками, нормальными к оси стыка, накладывают одно- или многопроходный шов по оси стыка и выполн ют усиление щва валиками, нормальными к оси стыка.

Кроме того, сборку стыка осуществл ют путём закреплени  кромок за пределами разделки.

Закреплением кромок стыка за пределами сварного соединени  обеспечиваетс  беспреп тственный изгиб кромок, а также

наплавленных на скосах валиков, поперечных к зазору, и валиков, соедин ющих кромки , при наложении непрерывного одно- или многопроходного шва вдоль зазора и при

выполнении усилени . Разделка кромок должна быть более пологой, чем выполненна  стандартна  клинова  разделка, предназначенна  дл  заполнени  непрерывно одно- или многопроходным щвом, как дл  удобства выполнени  стыка, так и дл  уменьшени  вли ни  при нагрузках разности в прочностных свойствах материала кромок и материала электродов, особенно если прочность материала кромок выше прочности электродного материала.

5 Усиление должно иметь плавно уменьшающеес  сечение от середины стыка к его кра м в цел х исключени  при нагрузках концентрации напр жений.

Таким образом, сварное соединение встык с полным проваром кромок содержит

клиновую разделку с равномерной глубиной и соедин ющий кромки многопроходный щов, включающий на скосах каждой из кромок на равных рассто ни х от зазора по одному р ду поперечных к зазору отсто щих

валиков, между валиками на скосах расположен р д валиков, соедин ющих кромки, сверху этого р да расположен продольный к зазору непрерывный одно- или многопроходный шов, который покрыт усилением, состо щим из поперечных к зазору валиков,

концы которых расположены за пределами разделки.

Способ осуществл ют следующим образом .

На стыкуемых концах труб равных проходных сечений с разделанными на конус кромками (оС 90°, где оС- угол при вершине конуса разделки) предварительно выполн ют наплавку поперечных к зазору, отсто щих друг от друга, валиков. На каждой из кромок на равных рассто ни х от зазора

выполн ют по одному кольцевому р ду валиков . Выполненные р ды валиков равнозначны предварительному подогреву кромок стыкуемых труб при последующем соединении зазора выполн ют роль радиаторов,

рассеивающих интенсивный поток тепла, распростран ющийс  от стыка вдоль трубы, и таким образом ограничивают зону пластической деформации возле стыка. Указанные наплавки позвол ют осуществить предварительную деформацию конца трубы в

0 сторону увеличени  проходного сечени . При стыковке концов труб зазор соедин ют р дом поперечных к зазору, отсто щих друг от друга валиков, расположенных в промежутках между валиками, предварительно наплавленными до стыковки труб. Соосное расположение концов трубы осуществл етс , например пластинами, радиально расположенными относительно поверхности трубы и прихваченными, к трубам за пределами стыка, или при помощи иного приспособлени , обеспечивающего закрепление труб на врем  сварки стыка за пределами сварного соединени .

Наплавки на скосах разделки и соединение зазора отсто щими валиками есть получение элементов, которые деформируютс  вдоль зазора при наложении на них кольцевого одно- или многопроходного щва. Получают такой же эффект, как и при применении кромок с различной глубиной раздеЛки .

Поперечные валики теплоизолированы друг от друга воздушными промежутками, что способствует их эффективному разогреву до пластического состо ни  при наложении кольцевого одно- или многопроходного щва, а так как размер валиков не больше размера сварочной ванны, то промежутки между валиками завариваютс  на всю глубину и непроваров при этом не наблюдаетс . При этом про.исходит компенсаци  усадки металла кольцевого одно- или многопроходного щва за счет изгиба поперечных к зазору валиков, а также за счет изгиба разделки в радиальном направлении.

Знак пластической деформации в радиальном направлении при наложении кольцевого валика противоположный знаку пластической деформации трубы при выполнении р да валиков на скосах разделки до соединени  кромок. Поэтому ранее расширенное предварительной наплавкой сечение трубы сужаетс  при наложении непрерывного одно- или многопроходного шва до первоначального или становитс  близким к нему

На фиг. 1 показана разделка труб на конус, содержаща  скосы 1, угол при вершине конуса разделки ot- 90°; на фиг. 2 - поперечные валики 2, выполненные на скосах; на фиг. 3 - поперечные валики 2 после повторной наплавки; на фиг. 4 - сварное соединение с поперечными валиками 3, соедин ющими кромки труб поперек зазора, валики 3 расположены в промежутках между валиками 2; на фиг. 5 - сварное соединение , содержащее кольцевой непрерывный одно- или многопроходный шов 4, выполненный вдоль зазора и покрывающий 3; на фиг. 6 - разделка 5 полос, где на скосах разделки предварительно наплавлены валики 6, при выборочном закреплении полос между валиками 6 наплавл ют валики 7, соедин ющие кромки; на фиг. 7 - соединение , зазор которого заполнен валиками 7 полностью; на фиг. 8 - сварное соединение с продольным вдоль зазора однопроходным швом 8; на фиг. 9 - сварное соединение, содержащее усиление, выполненное поперечными к зазору валиками 9, концы которых расположены за пределами разделки; на фиг. 10 - то же, поперечный разрез.

Пример 1. Способ сварки был применен при изготовлении гибкого трубопровода

сверхвысокого давлени  на 1500-2500 атм. В течение всего срока эксплуатации сварны соединени  гибкого трубопровода поломок не имели.

Трубопровод выполн лс  из трубы 040x6 мм, сталь ЗОХГСНА. После гибки секций и их сварки производилась термообработка . Валики 2 производились электродами ОЗЛ-8 0 3 мм, соедин ющие кромки поперечные валики 3 выполн лись эле0 ктродами УОНИИ-13/85 0 4 мм, кольцевой непрерывный шов 4 в один проход выполн лс  электродами ОЗЛ-12 0 3 мм, усиление поперечными валиками выполнено также электродами ОЗЛ-12 0 3 мм. Заполнение

5 стыков производилось ручной электродуговой сваркой на посто нном токе обратной пол рности без предварительного подогрева стыкуемых труб.

В этом примере сварка заменена в из0 вестной степени наплавкой на материал более высокой прочности электродного материала менее прочного. Сталь ЗОХГСНА. после термообработки имела удельную прочность на разрыв пор дка (110-140)

5 кг/мм, электроды УОНИИ-13/85 имеют удельную прочность на разрыв Сз 85 кгс/ /мм, электроды ОЗЛ-8, ОЗЛ-12 имеют 6 55 кг/мм.

Необходимые прочностные свойства сварного соединени  достигнуты увеличе0 нием сечени  менее прочного материала по сравнению с сечением более прочного, причем основной материал в околошовной зоне приводилс  в напр женное состо ние, которое сварочными деформаци ми снималось.

Пример 2. Сварка полосы встык. При стыковке и закреплении полосы данным способом на концах полосы с клиновой разделкой равной глубины предварительно выполн ют наплавку на скосах разделки поперечных к зазору, отсто щих друг

0 от друга валиков, причем при заварке полосы с двух сторон наплавку валиков выполн ют с двух сторон полосы. Затем зазор между концами стыкуемых полос соедин ют поперечными к зазору валиками, концы которых расположены в промежутках между предварительно наплавленными до стыковки полос валиками. Поперечные валики, соедин ющие зазор, перекрывают одно- или многопроходным непрерывным швом, а затем усил ют поперечными валиками, концы

0 которых расположены за пределами разделки .

Способ выполнени  предлагаемого соединени  в применении к изготовлению стыка полос из различных марок стали позволил 5 осуществить присоединение из кал щихс  сталей (65Г, У-8, 40х и др.). к детал м из Ст. 3 электродами ОЗЛ-8 без предварительного подогрева деталей. Сваренные таким

образом ледорубы дл  ручной рубки льда за все врем  эксплуатации поломок не имели.

Предлагаемое сварное соединение, примененное при сварке чугунных изделий (ремонт слесарных тисков, ремонт чугунных станин электродвигателей и пр.) рабо2

тает с высокой надежностью при длительной эксплуатации.

Данное сварное соединение и способ его выполнени  могут быть применены при изготовлении сварных изделий с особо высокой надежностью, а также при ремонтных работах т жело нагруженного оборудовани 

Фив Л

Фаг,

(iif fu7

Фиг.ё

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ, при котором осуществляют разделку со ,скосом кромок, сборку стыка и заполнение разделки прерывистыми сварными швами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения путем уменьшения остаточных деформаций и напряжений, после выполнения разделки на скосы каждой из кромок направляют валики, отстоящие друг от друга на равном расстоянии и нормальные к направлению оси стыка, а в процессе заполнения разделки заплавляют промежутки между предварительно наплавленными валиками, нормальными к оси стыка, накладывают одно- или многопроходный шов по оси стыка и выполняют усиление шва валиками, нормальными к оси стыка.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что сборку стыка осуществляют путем закреп- q ления кромок за пределами разделки. ® >