SU1706814A1 - Способ сварки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электрической сварке и может быть использовано при сварке стыковых и тавровых швов в машиностроении и судостроении. Цель изобретени  - повышение производительности процесса и качества соединени  разнородных металлов при улучшении структуры сварного соединени  и уменьшении сварочных деформаций. Изобретение основано на эффективном способе сближени  кромок на рассто ние межатомного взаимодействи  без их расплавлени  под действием электромагнитных сил прит жени , возникающих между кромками в результате протекани  по ним посто нного тока одина кового направлени . Величину тока уг.тэ- навливают из соотношени  1010SL д, где S - величина зазора между стыкуемыми кромками, не более 4 10 м. L - длина стыкуемых кромок, м; д - толщина свариваемого металла, м. Внедрение способа позволит повысить производительность процесса в 3 раза и улучшить качество свар ных соединений. 1 табл., 1 ил. ё

Description

Изобретение относитс  к электродуговой сварке и может быть использовано при сварке стыковых и тавровых швов в машиностроении и судостроении.

Известен способ электродуговой сварки , основанный на расплавлении свариваемых кромок электрической дугой, что приводит к структурным превращени м, деформации и трудност м при сварке разнородных сталей.

Известен также способ электрической контактной сварки, при котором нагрев осуществл етс  за счет тепла, выдел ющегос  при прохождении тока в месте контакта свариваемых деталей. После нагрева до температуры не ниже Асз прикладываетс  давление и осуществл етс  пластическа 

деформаци . Однако применение контактной сварки ограничено сложностью оборудовани  и невозможностью использовани  данного способа дл  многих видов конструкций .

Известен способ магнитоимпульсной сварки, при котором сварное соединение образуетс  за счет создани  вокруг индика тора импульсного магнитного пол , навод щего в металле вихревые токи, которые создают вокруг деталей импульсное магнитное поле. Взаимодействие его с магнитным полем индуктора приводит к возникновению отталкивающих усилий между индуктором и заготовкой, котора  движетс  от индуктора к неподвижной детали. В процессе движени  металлическа  деталь набираVI

О О 00

ет скорость, котора  реализуетс  при встрече с неподвижной деталью в давление и образование сварного соединени . Сварка импульсным полем позвол ет получать на- хлесточное соединение тонкостенных труб, что ограничивает ее применение дл  стыковых и тавровых швов различных конструкций . Кроме того, дл  магнитоимпульсной сварки необходимы специальные индукторы .

Известен также способ электродуговой сварки с пропусканием вдоль свариваемых кромок электрического тока, величину которого устанавливают по следующей зависимости:

I (3500 - 3700) LSd

где I - величина пропускаемого вдоль издели  тока. А;

S - величина зазора между стыкуемыми кромками, мм;

1СВ величина сварочного тока, А;

L - длина стыкуемых кромок, м;

д - толщина свариваемого металла, мм; в VCB - скорость сварки, м/ч, и пропускают этот ток перед сваркой и в процессе сварки по стыкуемым кромкам, при этом берут посто нный ток одинакового направлени . При этом обеспечиваетс  равномерный зазор по всей длине стыкуемых кромок и возникновение сил, противодействующих сварочным деформаци м. Однако вследствие расплавлени  кромок дугой измен етс  структура металла в околошовной зоне, возникают сварочные деформации, невозможно получить качественное соединение разнородных металлов и низка  производительность процесса.

Цель изобретени  - повышение производительности и качества соединени  разнородных материалов при улучшении структуры сварного соединени  и уменьшении сварочных деформаций.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что при пропускании по свариваемым кромкам деталей посто нного тока одинакового направлени  величину электрического тока устанавливают из следующего соотношени 

I 2-1010SL(5.

. где S - величина зазора между стыкуемыми кромками, не более 4-10 м;

L - длина стыкуемых кромок, м; д - толщина свариваемого металла, м, а свариваемые детали располагают между изолирующими неферромагнитными прокладками . Пропускание по стыкуемым кромкам посто нного тока одинакового направлени  в установленной зависимости создает услови , при которых возникающа 

электромагнитна  сила прит жени  стыкуемых кромок, как проводников, по которым протекает ток одинакового направлени , становитс  больше усили  пластической деформации , обеспечивает сближение кромок на рассто ние пор дка атомных радиусов и возникновение межатомных св зей. В процессе сварки под действием электромагнитных сил прит жени  в начале сближаютс 

на межатомное рассто ние выступы, где электромагнитна  сила становитс  равной силе межатомного взаимодействи . Затем по мере сближени  кромок в месте впадин с уменьшением рассто ни  электромагнитна  сила также увеличиваетс  до величины силы межатомного взаимодействи , что обеспечивает создание прочного сварного соединени  разнородных сталей, исключает структурные изменени  в металле и возникновение сварочных деформаций. Все существующие: способы сварки основаны на сближении атомов на рассто ние межатомных св зей за счет расплавлени  стыкуемых кромок, приложени  механического давлени  или использовани  кинетической энергии , движущихс  деталей. Предлагаемое техническое решение основано на более эффективном способе сближени  кромок на рассто ние межатомного взаимодействи 

без их расплавлени  под действием электромагнитных сил прит жени , возникаю щих между кромками в результате протекани  по ним посто нного тока одинакового направлени . Следовательно, данный способ обнаруживает свои свойства - электромагнитное прит жение кромок на межатомное рассто ние и возникновение межатомных сил без расплавлени  только при определенных услови х, а именно при

пропускании по стыкуемым промкам в процессе сварки посто нного тока одинакового направлени , величину которого устанавливают из следующего соотношени  10WSL 5- А. Значит эти услови 

 вл ютс  существенными. Электромагнитное прит жение кромок обеспечивает сближение их на межатомное рассто ние, возникновение межатомных св зей и получение качественного соединени  разнородных металлов без изменени  структуры сварного соединени  при уменьшении сварочных деформаций и высокой производительности процесса.

При пропускании по стыкуемым кром5 кам посто нного тока одинакового направлени  величиной менее 2 -1010 сила электромагнитного прит жени  становитс  меньше силы межатомного взаимодействи , вследствие чего не обеспечиваетс 

сближение кромок на межатомное рассто ние и получение качественного сварного со- единени  стыкуемых кромок. После окончани  пропускани  тока детали остаютс  не сваренными.

При величине зазора между стыкуемыми кромками более 410 м электромагнитна  сила прит жени . обратно пропорциональна  рассто нию между проводниками с током и возрастающа  с умень- шением рассто ни  между ними, в первоначальный момент недостаточна дл  сближени  кромок, поэтому сварное соединение не образуетс .

При расположении свариваемых дета- лей на ферромагнитных материалах без изолирующих прокладок, при пропускании посто нного тока одинакового направлени  по свариваемым кромкам силовые линии электромагнитного пол  замыкаютс  на ферромагнитные материалы, вследствие чего значительно уменьшаетс  электромагнитна  сила прит жени  свариваемых кромок. Кроме того, в результате замыкани  силовых линий магнитного пол  на ферро- магнитные материалы они прит гиваютс  к ним и преп тствуют сближению кромок, что приводит к невозможности образовани  сварного соединени .

Способ сварки осуществл етс  следую- щим образом (фиг. 1).

Подготовленные к сварке детали без прихваток устанавливают на изолирующем материале, например текстолите, с рассто нием между стыкуемыми кромками не бо- лее 4- 10 м. Дл  предотвращени  смещени  кромок по вертикали сверху стыкуемых кромок также устанавливают толстый текстолит. К кромкам подключают кабели от источника питани  посто нного тока. В процессе сварки по стыкуемым кромкам пропускают посто нный ток одинакового направлени . Величину пропускаемого тока устанавливают в зависимости от зазорамеждустыкуемымикромками,длины кромок и толщины металла SL)A .

Пример. Производ т сварку встык пластин размером 2,5x100x1000 мм из стали 09Г2С, Х18Н10Т и сплава АМГ-6 без разделки кромок с различной величиной пропускаемого по кромкам тока. В качестве источника питани  используют выпр митель дл  контактной сварки МТВ-8002-1. Величину пропускаемого тока регулируют резистором. Результаты проведенных исс- ледований вли ни  величины пропускаемого по стыкуемым кромкам тока на качество

сварного соединени , производительность процесса, структурные изменени  и сварочные деформации представлены в таблице.

В результате проведенных исследований установлено, что независимо от свариваемых материалов величина пропускаемого тока по стыкуемым кромкам 10 SLc5 А при величине звзора не более мм  вл етс  оптимальной.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества: получение качественного сварного соединени  без расплавлени  стыкуемых кромок дугой за счет использовани  электромагнитных сил прит жени  между стыкуемыми кромками, возникающих при протекании по проводникам тока одинакового направлени ; повышение производительности процесса сварки за счет сокращени  времени образовани  сварного соединени ; получение качественного сварного соединени  разнородных металлов; отсутствие структурных изменений и деформаций; экономию сварочных материалов.

Внедрение предлагаемого способа сварки при изготовлении запасных резервуаров позвол ет повысить производительность процесса в 3 раза и улучшить качество сварных соединений. Ожидаемый экономический эффект от внедрени  предлагаемого способа при изготовлении запасных резервуаров железнодорожных цистерн составл ет 200 тыс.руб.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ сварки, включающий пропускание по свариваемым кромкам деталей посто нного электрического тока одинакового направлени , отличающийс  тем. что, с целью повышени  производительности и качества соединени  разнородных материалов при улучшении структуры сварного со- единени  и уменьшении сварочных деформаций, величину электрического тока I устанавливают из следующего соотношени 

   1 2-101051л5.,

   где S - величина зазора между стыкуемыми кромками, не более

   L - длина стыкуемых кромок, м;

   д- толщина свариваемого металла, м, а свариваемые детали располагают между изолирующими неферромагнитными прокладками .

   Примечание. Толщина текстолитовых планок 40 мм.

   V