SU1673338A2

SU1673338A2 - Способ автоматической сварки под флюсом в потолочном положении и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1673338A2
Application number: SU884429057A
Authority: SU
Inventors: Борис Евгеньевич Патон; Владимир Владимирович Подгаецкий; Павел Александрович Варенчук; Николай Тимофеевич Привалов; Владимир Илларионович Галинич; Валентин Деонисович Ковалев; Ярослав Алексеевич Романенко
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1988-06-06
Filing date: 1988-06-06
Publication date: 1991-08-30
Also published as: JPH03501366A; SE9000403D0; IT8941620A0; IT1233094B; SE9000403L; US5070225A; FR2632223A1; GB9002628D0; GB2228441A; WO1989011945A1

Abstract

Изобретение относитс к автоматической сварке под флюсом в потолочном положении. Цель изобретени - повышение качества сварки за счет улучшени формировани шва и распределени заданного давлени по линии кристаллизации жидкого металла сварочной ванны. Способ сварки заключаетс в том, что свариваемые листы 12 размещают над корпусом 1 устройства, в котором размещены мундштук 2 с проволокой 14, формирующа подкладка 3 Г-образной формы и флюс 13. Формирующа подкладка 3 снабжена клиновидными выступами 4, вершины которых размещены на линии перегиба подкладки, а соприкасающиес кра образуют канавку переменного сечени с цилиндрической поверхностью, котора пересекаетс верхними плоскост ми клиновидных выступов по пораболе, повтор ющей линию кристаллизации жидкого металла сварочной ванны 6 сварного шва 10. На участке А флюс подают с посто нным давлением дл поддерживани сварочной ванны 6, на участке В давление флюса удерживает сварочную ванну на уровне стыка, а на участке С флюсова прослойка и слой жидкого шлака 15 создают измен ющеес давление от максимального на участке кристаллизации до минимального на участке застывани металла. При этом усилие прижати флюса и формирующей подкладки распредел етс по линии кристаллизации жидкого металла. Способ и устройство позвол ют оптимально распределить заданное давление флюса вдоль свариваемого шва, стабилизировать параметры режима сварки. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

Description

дл подачи флюса, выполненное, например, в виде шнекового питател .

Формирующа подкладка 3 установлена в корпусе 1 с возможностью регулировани ее положени относительно плоскости выходного отверсти корпуса 1 и обеспечивает создание заданных давлений флюса в зоне свариваемого стыка. При этом формирующа подкладка 3 выполнена с перегибом по линии 5, котора делит ее на две части айв. При сварке вершина перегиба подкладки 3 размещаетс под участком начала кристаллизации жидкого металла сварочной ванны 6, образу зазор f между вершиной перегиба формирующей под- кладки 3 и формируемым металлом сварочной ванны 6. Величину зазора f выбирают в зависимости от требуемой формы сварных швов, типа выполн емых соединений, свойств свариваемого материала, а также режимов сварки. Такое размещение вершины перегиба формирующей пластины 3 под участком начала кристаллизации жидкого металла спарочной ванны 6 при сварке создает на этом участке максимальное давле- ние флюса.

Участок а подкладки 3, расположенной вблизи мундштука 2. наклонен под углом « плоскости выходного отверсти корпуса 1. а другой участок в подкладки наклонен под углом/ к поверхности выходного отверсти 1. Участки айв подкладки 3 выбирают в соответствии с отношением

1.5 - 4,

3

а углы а и/i при этом должны удовлетвор ть услови м

3° « 13°,

Клиновидные выступы 4 расположены на всей плоскости участка а, а их вершины совмещены с линией 5 перегиба Г-образной поверхности формирующей подкладки 3. На их соприкасающихс кра х выполнены фигурные вырезы, образующие канавку с переменным поперечным сечением и имеющую форму цилиндрической поверхности, образующа 7 которой расположена в плоскости участка а. Размеры канавки подбира- ют в зависимости от режимов сварки, формы свариваемых стыков и требуемой формы усилени шва,

Канавка с цилиндрической поверхно- стью пересекает верхние плоскости клиновидных выступов 4 по параболе 8, а люба продольна секуща вертикальна плоскость Г-образной формирующей подкладки 3 образует с ее рабочей поверхностью линии

0 5 0 5

0

5

0

5 Q

ее

пересечени , расположенные под одинаковыми углами } , величина которых равна

у 180° -(«+/)

Такое посто нство взаимодействи рабочей поверхности формирующей пластины на участке максимального давлени флюса обеспечивает качественное формирование сварных швов.

Канавку на участке а формирующей подкладки 3 располагают под контуром 9 хвостовой части сварочной ванны 6 сварного шва 10 со стороны кратера на нижней поверхности 11 свариваемого стыка таким образом , чтобы вершина контура 9 находилась при сварке над вершиной параболы 8 канавки , что обеспечивает правильное создание и распределение посто нного по величине заданного давлени флюса по всей границе кристаллизации жидкого металла сварочной ванны б и на участке максимального давлени флюса.

Сущность способа заключаетс в следующем .

Свариваемые листы 12 металла располагаютс над корпусом 1, содержащем флюс 13, Листы 12 металла могут быть элементами совершенно различных металлоконструкций , например корпусом корабл , которые имеют ограниченный доступ сверху и могут быть сварены только в потолочном положении. Дл этого к месту образуемого стыка корпус 1 с флюсом 13 поджимают любым известным способом при помощи любого известного устройства.

Внутри корпуса 1 установлен мундштук 2 со сварочным расходуемым электродом 14. Электрод 14 может быть любым из известных .

В начале сварки подают электрод 14 к свариваемому стыку, на электрод 14 подают напр жение и зажигают дугу. После зажигани дуги происходит плавление свариваемого металла листов 12, флюса 13 и материала электрода 14, в результате чего образуетс сварочна ванна 6. Под воздействием тепла дуги и сварочной ванны 16 происходит плавление флюса 13, образуетс жидкий шлак, часть которого располагаетс под сварочной ванной 6. образу шлаковую ванну 15, на которую в процессе сварки воздействует флюс 13.

Технологически при этом вс зона сварки делитс на несколько участков: участок А перед дугой относительно образующегос шва 10, участок В горени дуги и расположени сварочной ванны 6. где выдел етс участок начала кристаллизации жидкого металла сварочной ванны 6, и участок С формировани шва 10.

Флюс 11 снизу силривлемого стыка под- лют под разным давлением па разных участках Л,В,С вдоль свариваемого стыка.

На участке А перед дугой флюс подают под посто нным заданным давлением, необходимым дл создани условий поджати сварочной ванны 6. Давление флюса 13 на участке А задают в зависимости от выбранного режима, сварки свойств свариваемого материала, а также геометрии и формы свариваемого стыка и поддерживают посто нным .

На участке В флюс 13 подают под давлением , обеспечивающим удержание сварочной ванны б на уровне спариваемого стыка, при этом его постепенно увеличивают на прот жении сварочной ванны 6 таким образом, чтобы максимальное давление флюса 13 прикладывалось к участку начала кристаллизации жидкого металла сварочной ванны 6. За участок начала кристаллизации принимают участок перехода жидкого расплава сварочной ванны 6 в твердое состо ние. Участок начала кристаллизации жидкого металла сварочной ванны со стороны кратера на нижней поверхности свариваемого стыка, представленной в виде условной плоскости 11, располагаетс по контуру 9 и имеет форму параболы. Вершину параболы располагают от дуги на рассто нии , равном длине сварочной ванны 6, а ось ее симметрии располагают в вертикальной плоскости продольного сечени сварного шва 10 свариваемого стыка. Давление флюса на участке В задают большим, чем давление флюса на участке А. Увеличение давлени на участке В объ сн етс необходимостью поддержани расплава сварочной ванны 6 на уровне свариваемого сгыка с учетом количества флюса, который плавитс и спекаетс в корку 16

Снизу из шлаковой ванны 15 на участок С формировани шва 10 подают слой жидкого шлака и прикладывают к нему давление , измен емое от максимального на участке начала кристаллизации до минимального на участке С застывани сло подаваемого жидкого шлака, образующего шлаковую пленку 17. Мзксигмльное давление на участке начала кристаллизации необходимодл удержани кристаллизующегос металла на уровне свариваемого стыка.

Максимальное давление прикладывают к участку начала кристаллизации жидкого металла сварочной ванны 6, так как на этом участке расплавленный металл, начина кристаллизоватьс , приобретает повышенную в зкость и тем самым оказывает максимальное сопротивление прикладыпаемому давлению

Участок начала кристаллизации имеет

неболыиую прот женность, располагаетс

5 по контуру 9 и вл етс границей между

участком В горени дуги и сварочной ванны

G и участком С формировани шва 10.

Величину максимального давлени выбирают исход из режимов сварки, формы

0 свариваемого стыка и материала свариваемого издели и поддерживают посто нной, воздейству по всему контуру 9 со стороны кратера на нижней поверхности 11 свариваемого стыка.

5По мере постепенного перехода жидкого расплава сварочной ванны в твердое состо ние давление постепенно снижают до минимального, обеспечива при этом окончательное формирование сварного шва 10 и

0 удержание застывающего шлакового сло , образующего на поверхности шлаковую пленку 17.

Давление на слой подаваемого из шлаковой ванны 15 жидкого шлака на участке С

5 формировани шва 10 оказывают через прослойку флюса 13. распределенного по всему этому участку С. Такой слой подаваемого жидкого шлака на участках В и С выполн ет роль смазки между металлом кристаллизую0 щегос шва 10 и частично разм гченным слоем флюсовой прослойки.

Смазка в виде жидкого шлакового сло способствует поддержанию посто нства сварочной ванны 6. не наруша ее равновесное состо ние.

5Способ сварки позвол ет оптимально

распределить заданные давлени флюса 13 на участках А.В,С вдоль свариваемого стыка , а также стабилизировать заданные параметры режима сварки и тем самым получать

0 сварные швы высокого качества в широком диапазоне технологических возможностей. Опытно-промышленна проверка предложенного способа и устройства дл его осуществлени показала высокую надежность процесса автоматической сварки и

5 стабильность качества сварных соединений при сварке как кольцевых, так и продольных швов Сварку производ т как с разделкой кромок, так и без нее, как с зазором, так и без него, а также с подачей присадочной

0 проволоки.

Дл формировани верхней части шва флюс подают как с нижней стороны через зазор между кромками издели , так и сверху 5 любым известным способом.

Например, производили сварку кольцевых швов котлов нефтебензиновых ж.д. цистерн (приварка двух днищ к обечайке)

диаметром (Д) 3000 мм, из стали 09Г2С с переменной толщиной стенки (б) 8-12 мм, собранных с переменным зазором 0-4, превышение кромок ±3 мм.

Положение формирующего устройства и длины участков выбирали: rz 10°; / 3°; а 30 мм, в 90 мм, с 3 мм; диаметр цилиндрической поверхности канавки Дк 28 мм; толщина клиновидных выступов бв 4 мм (выступы припаивались на латунь к плоскости участка а формирующей пластины ); ширина каждого клиновидного выступа 30мм.

Сварку производили на режиме: Напр жение дуги, В 30-33 Сварочный ток, А700-750

Скорость подачи

электрода, м/ч175-185

Скорость сварки,1 м/ч 30-35 Диаметр электрода, мм 3 Вылет электрода, мм 25 Марка электродаСВ08ГА, 107

Марка флюса внизуОСЦ-45М

Марка флюса вверху АН 60 Род токаПосто нный

Пол рностьОбратна

ИсточникВДУ-1201

Процесс сварки протекал стабильно, формирование шва наблюдалось хорошим с обеих сторон. Высота усилени швов сверху (внутри котла) 1-3 мм, снизу (снаружи) 1-2 мм. Ширина усилени швов сверху 14-18 и снизу 12-14 мм.

Швы подвергали контролю ультразвуком и рентгенографированию, результаты которых подтвердили высокое качество сварки вполне удовлетвор ющим предъ вл емым требовани м к данным издели м.

Использование предложенного споси- ба и устройства дл его осуществлени обеспечивает: возможность существенно улучшить формирование наружной стороны шва и тем самым улучшить/формирование шва в целом (с обеих сторон); повысить качества швов и создать возможности выполнени сварки однопроходных швов взамен примен емой двухпроходной двусторонней сварки под флюсом в нижнем положении; возможность выполнени качественной сварки как корневых так и подваренных швов; повышение надежности и стабильности процесса сварки, возможность полной автоматизации (компьютеризации) процесса сварки; расширение технологических возможностей и режимов сварки; повышение культуры производства и улучшение условий труда обслуживающего персонала

Предложенные способ и устройство применимы дл автоматической потолочной сварки под флюсом поворотных кольцевых

швов изделий с ограниченным доступом с внутренней стороны (сосуды, резервуары, трубы и др), продольных швов пистовых и объемных изделий большой площадки, кантовка которых затруднена (полотнища, сег

5 менты, пазы, сгыки объемных секций и т.д ). а также могут быть использованы при производстве цистерн, котлов, постройке судов , строительстве трубопроводов в химическом машиностроении

Claims

1.Способ автоматической сварки под флюсом в потолочном положении по авт ев № 1353594, отличающийс тем что, с целью повышени качества сварки за счет

5 улучшени формировани шва, участок мак симального давлени флюса располагают по линии начала кристаллизации жидкого металла сварочной ванны, например по параболе с осью симметрии, в вертикальной

0 плоскости продольного сечени сварного шва, проведенной через продольную ось симметрии шва.

2.Устройство дл автоматической сварки под флюсом в потолочном положении по

5 авт. св. N 1353594, отличающеес тем, что, с целью повышени качества сварки за счет распределени заданного давлени по линии кристаллизации жидкого металла сварочной ванны, участок а формирующей

0 Г-образной подкладки снабжен двум вза имно соприкасающимис клиновидными выступами с вершинами, размещенными на линии перегиба поверхности подкладки, и с фигурными вырезами на их соприкасаю

5 щихс , кра х, образующими канавку пере менного сечени с цилиндрической поверхностью, касательной к плоскости участка а формирующей подкладки но своей образующей и пересекающейс с верхними

0 плоскост ми клиновидных выступов по па раболе, вершина которой размещена на линии перегиба поверхности f-образной формирующей подкладки

CM

Oo

C3i

CJa

-QCI

ъ

IX)

OJ

CD

rv

Редактор М. Келемеш

Техред М.Моргентал

Заказ 2883Тираж 514Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Корректор Л. Бескид