SU1570870A1

SU1570870A1 - Method of joining cladded materials

Info

Publication number: SU1570870A1
Application number: SU884453005A
Authority: SU
Inventors: Даниил Андреевич Дудко; Василий Беркович Малкин; Валерий Сергеевич Мечев; Анатолий Анисимович Малашко; Герман Викторович Никитин; Дмитрий Николаевич Борченко; Алексей Валентинович Воробьев
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1990-06-15

Abstract

Изобретение относитс к сварке и может быть использовано при сварке плакированных листовых материалов, в которых покрытие существенно отличаетс по своим теплофизическим свойствам от основного материала. Цель изобретени - повышение производительности и качества сварного соединени . Кромки основного материала, предварительно освобожденные от плакирующего сло , отгибают, собирают до соприкосновени боковых поверхностей основного материала и материала покрыти , а сварку обоих материалов осуществл ют одним источником нагрева. Сварку материала покрыти обеспечивают тепловым потоком, передаваемым через освобожденную от покрыти зону основного материала, прот женность которой подбирают с учетом теплопроводности основного материала. Дл получени сварного соединени металлопласта в местах соприкосновени боковых поверхностей материала покрыти осуществл ют сжатие кромок. При плазменно-дуговой или газовой сварке основного материала дл исключени избыточного теплового воздействи на материал покрыти его участок, примыкающий к околошовной зоне сварки материала покрыти , экранируют. Способ позвол ет уменьшить толщину стенки конструкции при сохранении ее прочности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to welding and can be used in welding clad sheet materials, in which the coating differs significantly in its thermophysical properties from the base material. The purpose of the invention is to increase the productivity and quality of the welded joint. The edges of the base material, previously released from the cladding layer, are folded down, assembled until the side surfaces of the base material and the coating material are in contact, and both materials are welded using a single heat source. Welding of the coating material is provided by heat flux transmitted through the base material free zone, the extent of which is selected taking into account the thermal conductivity of the base material. To obtain a welded joint of metal-based laminate, the edges are compacted at the contact points of the side surfaces of the coating material. In plasma-arc or gas welding of the base material, in order to avoid excessive thermal effects on the coating material, its section adjacent to the heat-affected weld zone of the coating material is shielded. The method makes it possible to reduce the wall thickness of the structure while maintaining its strength. 2 hp f-ly, 1 ill.

Description

Изобретение относитс к сварке и может быть использовано при сварке покрытых листовых материалов, в которых покрытие существенно отличаетс по своим теплофизи- ческим свойствам от основного материала, например при сварке вентил ционных воздуховодов с антикоррозионным покрытием, широко используемых в строительстве.The invention relates to welding and can be used in welding coated sheet materials, in which the coating differs substantially in its thermophysical properties from the base material, for example, in welding of ventilation ducts with an anticorrosive coating widely used in construction.

Цель изобретени - повышение производительности процесса сварки слоистых листовых материалов с резко различающимис теплофизическими свойствами слоев покрыти и основного материала, а также повышение качества их соединени (сварки).The purpose of the invention is to increase the productivity of the process of welding laminated sheet materials with drastically different thermophysical properties of the coating layers and the base material, as well as improving the quality of their joining (welding).

На чертеже изображена схема соединени двух листов материала с антикоррозионным покрытием, имеющим температуру плавлени ниже температуры плавлени основного материала .The drawing shows a diagram of the connection of two sheets of material with a corrosion-resistant coating having a melting point below the melting point of the base material.

Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.

Отформованные кромки основного материала 1, предварительно освобожденного от плакирующего сло 2, собирают до соприкосновени боковых поверхностей основного материала на величину h С помощью источника 3 нагрева производ т нагрев основного материала до температуры его плавлесд The molded edges of the base material 1, previously released from the cladding layer 2, are collected before contact of the side surfaces of the base material by the amount h. The source of heating 3 is used to heat the base material to its temperature.

оabout

0000

ни . Расплавленна сварочна ванна торцового соединени основного материала, вл ющегос более тугоплавким по отношению к материалу плакирующего сло , передает путем теплопроводности тепловой поток материалу покрыти 2, слои которого сплавл ютс прилегающим боковым поверхност м . Тепловое воздействие на материал плакирующего сло факела 4 ограничиваетс экраном 5, который нар ду с этим предназначен дл сжати отогнутых кромок с це- лью сварки слоев покрыти 2 (и получени сварного соединени 6). Теплоотвод щий экран 5 перекрывает доступ избыточного теплового потока источника нагрева 3 на покрытие части свариваемого издели и исполь- зуетс при плазменно-дуговой или газовой сварке.neither The molten weld pool of the end compound of the base material, which is more refractory with respect to the material of the cladding layer, transfers the heat flux to the coating material 2, the layers of which are fused to adjacent side surfaces. The thermal effect on the material of the cladding layer of the flare 4 is limited to the screen 5, which is also intended to compress the bent edges in order to weld the layers of the coating 2 (and obtain a welded joint 6). The heat removal screen 5 blocks the access of the excess heat flux of the heat source 3 to the coating of a part of the product being welded and is used in plasma-arc or gas welding.

При этом тепловой поток, необходимый дл получени качественной сварки всех слоев , может регулироватьс раздельно: энергетическими параметрами источника нагрева, передающего тепло непосредственно оснодно- му материалу; прот женностью зоны основного материала, освобожденной от покрыти ; при плазменно-дуговой или газовой сварке принудительным отводом тепла из зоны основного материала, непосредственно охватывающего область свариваемого покрыти .At the same time, the heat flux necessary for obtaining high-quality welding of all layers can be regulated separately: by the energy parameters of the heat source transferring heat directly to the common material; the length of the base material zone exempt from the coating; in plasma-arc or gas welding, by forced heat removal from the base material zone directly covering the area of the coating to be welded.

Из перечисленных трех факторов регулировани теплового потока первый обеспечивает формирование сварочной ванны основ- ного материала с заданной скоростью, второй - формирование сварочного соединени материала покрыти , третий - в случае недостаточности сочетани первого и второго факторов.Of these three factors of heat flux control, the first ensures the formation of the weld pool of the base material at a given speed, the second - the formation of the welding compound of the coating material, the third - in case of insufficient combination of the first and second factors.

Величина зоны, освобожденной от покры- ти , определ етс двум пут ми.The size of the zone released from the coating is determined in two ways.

Расчетный путь. С использованием нестационарного уравнени теплопроводности основного материала, решение которого дает поле температур внутри нагретого основного материала в зависимости от удаленности от источника нагрева. В соответствии с этим и выбираетс величина h, определ юща равенство и близость температуры нагрева основного материала покрыти и температуры плавлени (текучести) материала покрыти .Estimated path. Using the non-stationary heat conduction equation of the base material, the solution of which gives the temperature field inside the heated base material depending on the distance from the heat source. In accordance with this, the value of h is determined, which determines the equality and proximity of the heating temperature of the base material of the coating and the melting point (yield) of the coating material.

Экспериментальный путь заключаетс в подборе рассто ни . Основным критерием этого метода вл етс отсутствие возгонки или испарени материала покрыти по мере нагрева основного материала.The experimental path is to determine the distance. The main criterion for this method is the lack of sublimation or evaporation of the coating material as the base material is heated.

Отметим, что экспериментальный путь определени величины зоны, освобожденной от покрыти , вл етс путем, уточн ющим расчетный.Note that the experimental way to determine the magnitude of the zone free from the coating is a path that refines the calculated one.

00

5five

0 5 0 5

о about

5 five

00

Пример. Способ был проверен в лабораторных услови х на установке изготовлени спирально-шовных тонкостенных труб. Были изготовлены образцы, труб 0 200 мм из полосы металлопласта шириной 500 мм, толщиной 0,7 мм, где толщина покрыти 0,2 мм. Кромки полосы, предварительно освобожденной от полимера на величину 4 мм (ширина этого участка определ лась экспериментально ), отформовывались V-образно. сварка проводилась плазменной дугой в углекислом газе при токе 30-35 А, напр жении 60-65 В, скорости сварки 2,0 м/мин, расходе плазмообразующего газа 5-6 л/мин. При этом имела место герметичность швов основного металла и материала покрыти .Example. The method was tested under laboratory conditions at a plant for manufacturing spiral-seam thin-walled pipes. Samples were made, pipes 0 200 mm from a metal-plastic strip 500 mm wide, 0.7 mm thick, where the coating thickness is 0.2 mm. The edges of the strip, previously liberated from the polymer by 4 mm (the width of this region was determined experimentally), were molded V-shaped. The welding was carried out with a plasma arc in carbon dioxide at a current of 30-35 A, a voltage of 60-65 V, a welding speed of 2.0 m / min, a plasma-forming gas consumption of 5-6 l / min. In this case, tightness of the seams of the base metal and the coating material took place.

Использование предложенного способа получени сварного соединени покрытых листовых материалов обеспечивает: возможность уменьшить толщину стенки конструкции при сохранении ее прочностных характеристик (так как защитное покрытие не нарушаетс ); значительное повышение кор- розионностойкости конструкции; повышение производительности и уменьшение трудоемкости процесса ввиду исключени некоторых дополнительных технологических операций и оснастки; повышение качества сварного соединени основного материала и материала покрыти .The use of the proposed method for obtaining a welded joint of coated sheet materials provides: the ability to reduce the wall thickness of the structure while maintaining its strength characteristics (as the protective coating is not broken); a significant increase in corrosion resistance of the structure; increasing productivity and reducing the labor intensity of the process due to the elimination of some additional technological operations and tooling; improving the quality of the welded joint of the base material and the coating material.

Claims

1. A method of joining cladding materials in which, before welding, a part of the cladding coating adjacent to the weld seam is removed, characterized in that, in order to improve the quality of welding and productivity when using a cladding layer of material with a lower melting point material, the edges of the base material, free from the coating, are bent, collected before the contact between the side surfaces of the base material and the coating material, and are simultaneously welded with one heat source.

2. A method according to claim 1, characterized in that, in order to obtain a welded joint when using non-metals as the cladding layer, the edges are compressed at the points of contact of the side surfaces of the cladding layer.

3. Method according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that, in order to avoid excessive thermal effects during plasma and gas welding, they shield the area of the cladding layer adjacent to the heat-affected weld zone.