SU1690997A1

SU1690997A1 - Arc welding method

Info

Publication number: SU1690997A1
Application number: SU904791140A
Authority: SU
Inventors: Владимир Филиппович Топольский; Вадим Николаевич Замков; Валерий Павлович Прилуцкий; Игорь Иванович Карпенко; Владимир Борисович Смолярко; Владимир Евгеньевич Клименко; Павел Юрьевич Гужавин; Геннадий Николаевич Герасимов
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1991-11-15

Abstract

Изобретение относитс к сварочному производству и может быть применено при изготовлении толстостенных конструкций без разделки кромок. Цель изобретени - снижение трудоемкости и энергоемкости процесса, увеличение глубины проплзвле- ни , уменьшение ширины шва и зоны термического вли ни , исключение применени присадочной титановой проволоки. Предварительно устанавливают зазор в стыке в пределах 0,05-0,1 толщины металла. Сварку производ т неподвижным относительно направлени сварки электродом путем его вертикального погружени в зазор до полного проплавлени . После этого электрод возвращают в исходное положение и перемещают вдоль стыка. Затем процесс повтор ют. При этом отношение времени t2 подъема электрода к времени ti его погружени выбирают в пределах 0,1-0,4 при шаге перемещени 0,5-0,9 диаметра точки в корне шва, Способ может быть использован при сварке толстостенных конструкций из тугоплавких и химически активных металлов , 1 табл.The invention relates to the welding industry and can be applied in the manufacture of thick-walled structures without cutting edges. The purpose of the invention is to reduce the labor intensity and energy intensity of the process, increase the depth of the weld, reduce the width of the seam and the heat affected zone, and eliminate the use of filler titanium wire. Pre-set the gap in the joint in the range of 0.05-0.1 metal thickness. The welding is made stationary relative to the welding direction of the electrode by immersing it vertically into the gap until full melting. After that, the electrode is returned to its original position and moved along the joint. Then the process is repeated. The ratio of the time t2 of the electrode rise to the time ti of its immersion is chosen in the range of 0.1-0.4 with a displacement step of 0.5-0.9 point diameter in the root of the seam. The method can be used when welding thick-walled structures of refractory and chemically active metals, 1 tab.

Description

Изобретение относитс к сварочному производству и может быть применено при изготовлении толстостенных конструкций, в частности при выполнении стыковой сварки без разделки кромок при толщинах издели 15 мм и более.The invention relates to welding production and can be applied in the manufacture of thick-walled structures, in particular when performing butt welding without cutting edges with product thicknesses of 15 mm and more.

Цель изобретени - снижение трудоемкости и энергоемкости процесса, увеличение глубины проплавлени , уменьшение ширины шва и зоны термического вли ни , исключение применени присадочной титановой проволоки.The purpose of the invention is to reduce the labor intensity and energy intensity of the process, increase the depth of penetration, reduce the width of the seam and the heat affected zone, and eliminate the use of filler titanium wire.

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

Устанавливают зазор в стыке в пределах от 0,05 до 0,1 толщины металла. Сварку производ т неподвижным относительно направлени сварки электродом путем его вертикального погружени в зазор до полного проплавлени , после чего электрод возвращают в исходное положение и перемещают вдоль стыка, затем процесс повтор етс . При этом отношение времени подъема электрода (ф) к времени его погружени (ti) выбирают в пределах от 0,1 до 0,4 при шаге перемещени от 0,5 до 0,9 диаметра точки в корне шва.Set the gap in the joint in the range from 0.05 to 0.1 thickness of the metal. The welding is made stationary relative to the welding direction of the electrode by immersing it vertically in the gap until full melting, after which the electrode is returned to its original position and moved along the joint, then the process is repeated. In this case, the ratio of the rise time of the electrode (φ) to the time of its immersion (ti) is chosen in the range from 0.1 to 0.4 with the displacement step from 0.5 to 0.9 of the diameter of a point at the root of the seam.

Вертикальное погружение и подъем электрода в предварительно установленном зазоре в стыке при скорости сварки, равной нулю, его перемещении и изменении времени погружени и подъема электрода в опре- деленной зависимости и пределах позвол ют за счет более эффективного исОVertical immersion and lifting of the electrode in a pre-established gap in the joint with a welding speed of zero, moving it and changing the time of immersion and lifting of the electrode in a certain relationship and limits allow due to a more efficient method.

«о о ю ю ч|«О о ю ю ч |

пользовани тепловой мощности дуги снизить трудоемкость и энергоемкость процесса , увеличить глубину п роплавлени , уменьшить ширину шва и зоны термического вли ни , исключить применение присадочной проволоки.use of arc heat power to reduce the labor intensity and power consumption of the process, increase the depth of heating, reduce the width of the seam and heat affected zone, and eliminate the use of filler wire.

Сборка деталей под сварку с зазором вызвана необходимостью ускорить про- плавление и уменьшить при этом обьем жидкого металла в сварочной ванне.Assembly of parts for welding with a gap is caused by the need to accelerate the fusion and reduce the volume of liquid metal in the weld pool.

Проведенные эксперименты показали, что оптимальным установочным зазором в стыке вл етс зазор величиной 0,05-0,1 толщины (5) свариваемых стыков. При установочном зазоре меньше 0,05 д процесс сварки предложенным способом можно осуществить лишь при очень больших токах, значительно превышающих оптимальные, и очень длительных выдержках на одном месте . Это св зано с замедленным выходом газов, наход щихс под активным п тном сварочной дуги. При зазоре в стыке больше 0,1 д жидкий металл, наход щийс в стыке под большим давлением сварочной дуги, может просто вытечь в зазор, не успев закристаллизоватьс . Кроме того, увеличение зазора s стыке приведет к большим подрезам и увеличению прославлени вверху шва, дл устранени которого необходимо примен ть присадочную сварочную титановую проволоку.Experiments have shown that the optimal installation gap in the joint is a gap of 0.05-0.1 thickness (5) of the joints to be welded. When the installation clearance is less than 0.05 d, the welding process by the proposed method can be carried out only at very high currents, significantly exceeding the optimum, and very long exposures in one place. This is due to the slow release of gases under the active spot of the welding arc. When the gap in the joint is greater than 0.1 d, the liquid metal, which is in the joint under the high pressure of the welding arc, can simply flow into the gap, not having time to crystallize. In addition, an increase in the joint gap will result in large undercuts and an increase in glorification at the top of the seam, to eliminate which it is necessary to use a welding titanium welding wire.

Отношение времени подъема электрода к времени погружени в пределах от 0,1 до 0,4 выбрано из следующих соображений; при отношении менее 0,1 в металле шва (учитыва большие токи) образуютс усадочные раковины, флокеиы и газовые полости за счет очень быстрой кристаллизации жидкого металла шва, при отношении более 0,4 образуетс очень много жидкого металла , который захлестнет электрод и сделает процесс сварки практически невозможным.The ratio of the rise time of the electrode to the immersion time in the range from 0.1 to 0.4 is selected from the following considerations; at a ratio of less than 0.1 in the weld metal (taking into account large currents) shrink shells, flokeias and gas cavities are formed due to the very rapid crystallization of the liquid weld metal, at a ratio of more than 0.4, a lot of liquid metal is formed, which will overwhelm the electrode and make the welding process almost impossible.

Перемещение электрода на величину меньшую 0,5 диаметра корневой точки приводит к резкому снижению скорости сварки, сильному перегреву металла шва, неоправданному расходу защитного газа, электроэнергии и, соответственно, повышению трудоемкости. Перемещение электрода на величину большую 0,9 диаметра точки в корне шва может привести к несплавлению и по влению отдельных пробковых швов.Moving the electrode to a value smaller than 0.5 of the diameter of the root point leads to a sharp decrease in the welding speed, a strong overheating of the weld metal, an unjustified expenditure of protective gas, electricity and, accordingly, an increase in labor intensity. Moving an electrode by an amount greater than 0.9 of the diameter of a point at the root of a seam can lead to inconsistency and the appearance of individual cork sutures.

Пример. Сварку осуществл ют на сварочной установке, оборудованной специальной сварочной горелкой и приставкой дл программного изменени скорости сварки. В качестве источников питани можно использовать источники ВСВУ-бЗО или ВСВУ-2000 в зависимости от толщиныExample. Welding is carried out on a welding machine equipped with a special welding torch and an attachment for programmatically varying the welding speed. VSSU-BZO or VSS-2000 sources can be used as power sources, depending on the thickness

свариваемых деталей. Стыки нужных толщин свариваемых сплавовсобирают при помощи входных и выходных планок или с помощью специальных прижимов в свариваемое изделие. Затем подготовленное к сварке изделие устанавливают на приспособление дл сварки продольных или кольцевых швов, оборудованное подкладкой дл защиты корн шва аргоном. Подают аргон вwelded parts. The joints of the desired thickness of the welded alloys are collected using the input and output strips or using special clamps in the welded product. Then the product prepared for welding is mounted on a device for welding longitudinal or circumferential welds, equipped with a lining to protect the root of the weld with argon. Argon is fed into

горелку дл защиты металла шва и в защитный козырек дл защиты остывающих участков шва. С помощью осцилл тора возбуждают дугу и устанавливают необходимый режим сварки. Синхронные перемещение иa torch to protect the weld metal and a protective visor to protect the cooling areas of the weld. Using an oscillator, an arc is excited and the required welding mode is set. Synchronous movement and

остановку сварочного издели осуществл ют при помощи электромагнитной муфты или пуска и остановки двигател .The welding product is stopped using an electromagnetic clutch or starting and stopping the engine.

Сваривают стык титанового сплава толщиной 20 мм.Weld the junction of titanium alloy with a thickness of 20 mm.

Механическим способом обрабатывают боковые поверхности стыка, производ т приварку входных и выходных планок. Параметры сварки: длина дугового начального промежутка 1 1 мм; расход аргона в горелкуThe side surfaces of the junction are mechanically processed and the input and output strips are welded. Welding parameters: the length of the arc initial gap 1 1 mm; argon flow to the burner

10-12 л/мин, в,защитный козырек 12-15л/м / п; диаметр неплав щегос вольфрамового электрода 4 мм.10-12 l / min, in, protective visor 12-15l / m / n; The diameter of the non-melting tungsten electrode is 4 mm.

Ориентировочные режимы сварки предложенным способом представлены в таблице . По мере сварки стыка последовательность операций повтор етс до полного окончани сварки.Approximate modes of welding by the proposed method are presented in the table. As the joint is welded, the sequence of operations is repeated until the end of the welding.

Предложенный способ может быть применен при сварке толстостенных конструкций из тугоплавких химически активных металлов (титана, ниоби , стали повышенной чистоты и других материалов), сварка которых затруднена вследствие специфических физико-химических свойств.The proposed method can be applied when welding thick-walled structures made of refractory chemically active metals (titanium, niobium, high-purity steel and other materials), the welding of which is difficult due to specific physicochemical properties.

Применение предложенного способа позволит сваривать односторонней сваркой толстостенные конструкции, снизить трудоемкость и энергоемкость процесса, исключить применение присадочной титановойThe application of the proposed method will allow one-sided welding of thick-walled structures, reduce the labor intensity and energy intensity of the process, eliminate the use of filler titanium

проволоки, получить значительный эффект за счет замены защитного газа (гели ) на аргон.wire, get a significant effect by replacing the protective gas (gels) with argon.

Claims

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An arc welding method in which welding is carried out with a tungsten electrode in an inert gas environment with a submerged arc and moving the electrode in a vertical space, characterized in that, in order to reduce the labor intensity and energy intensity of the process, the gap in the joint is set from 0.05 to 0.1 the thickness of the metal, the electrode is immersed in the complete penetration ds, then returned to its original position and moved along the joint, the ratio

the rise time of the electrode to the time of its immersion is chosen in the range from 0.1 to

0.4 at a step of movement from 0.5 to 0.9 of the diameter of a point at the root of the seam.

4.5

0.8

0.17

3.0

4.5

0.8

0.17

3.7

Weld mode: At 20 mm; I 480 A

0.5 Poor lorning, very wide seams

1 Good formation

seam