SU1328106A1 - Способ сварки плазменной проникающей дугой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам плазменной сварки проникающей дугой. Целью изобретени   вл етс  повышение качества сварного соединени . В предварительно собранных детал х 1 без разделки кромок выполн ют сквозное цилиндрическое отверстие 2 под острым углом к направлению сварки в плоскости стыка и коническое глухое отверстие 5. Ось отверсти  5 расположена по нормали к свариваемой поверхности, а его образующа  7 совпадает с образующей отверсти  2. Глубину отверсти  5 выполн ют на величину 0,4- 0,6 толщины свариваемого металла. Перед сваркой ось горелки смещают на (0,3- 0,6) точки пересечени  конической и цилиндрической поверхностей. При сварке данным способом отсутствуют выбросы и натеки металла в полость трубы. 2 ил. 11 V 00 N3 00 О5 фиг. 1

Description

Изобретение относитс  к способам плазменной сварки проникающей дугой Кольцевых стыков труб без раздела кромок и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства.

Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  за счет исключени  дефектного формировани  сварного соединени  в начале 1нва.

Ыа фиг. 1 показана схема нроцесса сварки; на фиг. 2 - циклограмма процесса.

Способ сварки плазменной проникающей дугой осуществл ют следующим образом.

Предварительно свариваемое изделие 1 собирают без разделки кромок на прихватах . Затем в собранных детал х издели  1 производ т сверление цилиндрического сквозного отверсти  2, ось 3 которого проходит 1ОД острым углом к. направлению сварки Vce в плоскости стыка 4 издели  1, и дополнительного конического глухого отверсти  5, ось 6 которого расположена по нормали к поверхности издели  1. Коническое глухое отверстие 5 выполн ют так, чтобы образующа  7, пересекающа  стык 4, совпала с образуюп1ей отверсти  2, а друга 

10

Vce.p . Далее сварку стыка 4 осуществл ют по прин той технологии. Момент оплавлени  места пересечени  конической и цилиндрической поверхностей можно определ ть из предварительных опытных данных или автоматически по умепьщению интенсивности излучени  перед дугой 12 с помощью фотодатчика 14. При натекании дуги 12 на коническую новерхность 5 перед дугой образуетс  облако 15 отраженного столба дуги 12, интенсивность излучени  которого при оплавлении выступа 9 резко уменьшаетс . При направлении фотодатчика 14 перед дугой его сигнал также резко уменьшаетс  при оплавлении выступа и по этому 15 сигналу начинают неремен ение дуги 12 в направлении сварки. Смещение дуги на (0,3-0,6) dnji от точки 9 в направлении, нротивоположном направлению сварки, необходимо дл  более сильного обтекани  его дугой и создани  аэродинамического эффекта, способствующего лучше.му удержанию образующейс  сварочной ванны от выливани  внутрь трубы.

При смещении менее 0,3 ёддаэродинами- ческие силы, возникающие при обтекании

20

образующа  8 образовала в плоскости сты- 25 потоком дуги 12 выступа 9, недостаточны

ка 4 в пересечении с образуюнхей отверсти  2 точку 9 пересечени . Глубину конического глухого отверсти  5 реко.мендуетс  выполн ть на (0,4-0,6) толщины свариваемого металла. Затем в месте отверсти  5 располагают плазменную горелку, в которой электрод 10 расноложен по оси плазмооб- разующего сопла 11, имеющего отверстие диаметром djj. Ось горелки расположена в плоскости стыка 4 и смещена относительно точки 9 пересечени  конической и цилиндридл  удержани  расплавл емого металла и возможен выброс металла с обратной стороны щва внутрь трубы, что приводит к ослаблению сечени  щва, натекам металла внутри трубы и даже прожогам. 30 При смещении более 0,6 dnnпроисходит значительное оплавление выступа, которое приводит к стеканию расплавленного металла и закрытию сквозного отверсти . Вследствие этого также происходит выброс металла и т. п., что снижает качество сварных

ческой поверхностей в направлении, противо- соединений. Задержка перемещепи  плазположном направлению сварки, на (0,3- 0,6) dnfl, Возбуждают дугу 12 между электродом 10, при этом она также смещена от точки 9 на (0,3-0,6) ёдд и натекает в осменнои горелки в направлении сварки после зажигани  дуги необходима дл  образовани  сварочной ванны определенных размеров , обуславливающей качественное форминовном на коническую поверхность 5, обте- 40 рование щва. При недостаточном или чрез45

кает место пересечени  9 конической и цилиндрической поверхностей и выходит через цилиндрическое отверстие 2 внутрь издели  в виде факела.

При горении дуги 12 в месте глухого отверсти  5 происходит оплавление конической и цилиндрической поверхностей и образование сварочной ванны. Место 9 пересечени  поверхностей также оплавл етс  и через врем  toiuj принимает ноложение 13, после чего начинает перемещение дуги 12 50 цессе сварки, в направлении сварки Vc с плавным нарастанием скорости сварки. Расход плазмо- образующего газа Qjjj, и ток сварки Ice остаютс  неизменными в течение всего процесса. Врем  нарастани  скорости свармерном объеме сварочной ванны в начале процесса сварки происходит соответственно либо несплавление по кромкам сквозного канала (иногда даже рез), либо выливание металла внутрь.

Плавное нарастание скорости сварки при прохождении дугой 12 над засверловкой 5 необходимо дл  выравнивани  фронта плавлени  сварочной ванны до положени , соответствующего рабочему положению в проПри установлении рабочего значени  скорости сварки до выхода дуги за отверстие может „произойти захлопывание сквозного канала в ванне и соответственно неки задают таким образом, чтобы при выходе 55 провар. При установлении рабочего значе- дуги 12 за отверстие (фиг. 1, точка) ско- ни  скорости сварки носле выхода дуги за рость сварки достигла рабочего значени  отверстие возможен прожог.

0

Vce.p . Далее сварку стыка 4 осуществл ют по прин той технологии. Момент оплавлени  места пересечени  конической и цилиндрической поверхностей можно определ ть из предварительных опытных данных или автоматически по умепьщению интенсивности излучени  перед дугой 12 с помощью фотодатчика 14. При натекании дуги 12 на коническую новерхность 5 перед дугой образуетс  облако 15 отраженного столба дуги 12, интенсивность излучени  которого при оплавлении выступа 9 резко уменьшаетс . При направлении фотодатчика 14 перед дугой его сигнал также резко уменьшаетс  при оплавлении выступа и по этому 5 сигналу начинают неремен ение дуги 12 в направлении сварки. Смещение дуги на (0,3-0,6) dnji от точки 9 в направлении, нротивоположном направлению сварки, необходимо дл  более сильного обтекани  его дугой и создани  аэродинамического эффекта, способствующего лучше.му удержанию образующейс  сварочной ванны от выливани  внутрь трубы.

При смещении менее 0,3 ёддаэродинами- ческие силы, возникающие при обтекании

0

дл  удержани  расплавл емого металла и возможен выброс металла с обратной стороны щва внутрь трубы, что приводит к ослаблению сечени  щва, натекам металла внутри трубы и даже прожогам. 0 При смещении более 0,6 dnnпроисходит значительное оплавление выступа, которое приводит к стеканию расплавленного металла и закрытию сквозного отверсти . Вследствие этого также происходит выброс металла и т. п., что снижает качество сварных

меннои горелки в направлении сварки после зажигани  дуги необходима дл  образовани  сварочной ванны определенных размеров , обуславливающей качественное форми45

50 цессе сварки,

мерном объеме сварочной ванны в начале процесса сварки происходит соответственно либо несплавление по кромкам сквозного канала (иногда даже рез), либо выливание металла внутрь.

Плавное нарастание скорости сварки при прохождении дугой 12 над засверловкой 5 необходимо дл  выравнивани  фронта плавлени  сварочной ванны до положени , соответствующего рабочему положению в процессе сварки,

При установлении рабочего значени  скорости сварки до выхода дуги за отверстие может „произойти захлопывание сквозного канала в ванне и соответственно неПример . Сваривают плазменной проникающей дугой стыковые соединени  труб из титанового сплава ВТ1-О 0 158x8 мм. Сварку выполн ют на сварочной установке СА-322 при вертикальной оси трубы без разделки кромок. В качестве источьгика питани  используют ТИР-ЗОО. Зан 1итный и плазмообразующий газ - аргон.

Сварку по предлагаемому способу выполн ют па следуюндем режиме : ток сварки

V Vfi

0,22 м/мин; Рад 4 л/мин;

200 А;

диаметр сопла 2,5 мм; рассто ние электрод - сопло 0,5 мм; диаметр электрода 3 мм; угол заточки электрода 30°. В месте начала сварки выполн ют отверстие диаметром 2,5 мм под углом 25° к поверхности трубы в плоскости направлени  сварки. В соответствии с фиг. 1 с наружной стороны трубы высверливают коническое отверстие глубиной 3-4 мм с осью, нормальной к поверхности трубы, при этом угол конуса 90°, а образующа  конуса совпадает с образующей цилиндрического отверсти . Перед началом сварки электрод устанавливают со смещением 1,5 .мм относительно точки 9 (фиг. I) в сторону, противоположную направлению сварки.

Качество сварки оиеьшвают по внешнему виду щвов и по макрощлифам. Сварка на указанном режиме позвол ет получить качественное формирование щвов сварных соединений в соответствии с требовани .ми, предъ вл емыми к пим. В месте начала сварки отсутствуют натеки металла и выбросы металла внутрь трубы. После перекрыти  щва на месте начала сварки формируетс  обратный валик щириной b 4 мм, с высотой усилени  h 1,00 мм. Макроиллифы показывают отсутствие пустот в щвах и

l.Q.

качественное сплавление метал.па 1нва с кромками.

Использоваппе сварки сог.часно предла- гаемому способу позвол ет к) качество сварных операпий за счет улучн1ени  формировани  сварного пша.

0

5

0

5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ сварки плазменной проникающей дугой кольцевых стыков труб без разделки кромок, при котором в начале щва в состыкованных кромках выполн ют цилиндрическое отверстие и над ними возбуждают дугу, отличающийс  тем, что, с целью по- вьниени  качества сварного соединени , цилиндрическое отверстие располагают под острым углом к направлению сварки и со стороны дуги по нормали к поверхности издели  выполн ют донолннтельное коническое глухое отверстие, ось которого смещена, от оси цилиндрического отверсти  в сторону , противоположную направлению сварки, а образующа , пересекающа  стык, совпадает с образующей цилиндрического отверсти , дугу располагают со смещеппем (0,3- 0,6)dm от точки пересечепи  конпческой и цилиндрической поверхностей отверстий в плоскости стыка в направлении, иротиво- положном направлению сварки, где d,, - диаметр выходного отверсти , в сопле плазмотрона , и после оплавлени  мета пересечени  конической и цилиндрической поверхностей начинают перемещение дуги в направлении сварки с плавным нарастанием скорости сварки и при выходе за отверстие скорость сварки достигает рабочего значени .

   Qnn

   /

   Ic6

   YcS

   /

   QQ

   :

   Фиг. 2

   Редактор С. Пекарь Заказ 3432/15

   Составитель Г. Тютченкова

   Техред И. ВересКорректор А. Зи.чокосов

   Тираж 974Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по де,чам изобретений и открытий

   113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4