SU1712103A1

SU1712103A1 - Способ высокочастотной сварки

Info

Publication number: SU1712103A1
Application number: SU904793207A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Орос; Александр Константинович Сиомик; Михаил Львович Бродский; Евгений Петрович Коробкин; Александр Борисович Калинин; Татьяна Александровна Витанова
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к сварочному производству и может быть использовано в различных отрасл х промышленности при высокочастотной сварке, например, труб.Цель изобретени - расширение технологических возможностей за счет обеспечени возможности использовани более широкого диапазона режимов сварки. Способ включает в себ сведение кромок заготовок с образованием V-образного зазора, нагрев кромок до температуры сварки и их обжатие. На свариваемые кромки в вершине V- образного зазора нанос т порошковый тугоплавкий композиционный материал', предварительно нагретый до температуры от точки Кюри зтого материала до температуры плавлени материала заготовки. По крайней мере один из компонентов наносимого материала имеет температуру плавлени выше температуры сварки. В св зи с непродолжительностью контакта частицы порошкового материала остаютс в исходном состо нии и станов тс центрами кристаллизации, измен етс схема структуро- образовани зоны сварного шва. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.NW'ё

Description

Изобретение относитс к сварочному производству и может быть использовано & различных отрасл х промышленности,при высокочастотной сварке, например, труб.

Известен способ высокочастотной сварки стальных труб, согласно которому дй предотвращени проплавлени подают-к свариваемому участку в ходе непрерывной сварки расплавленный флюс, содержащий соединени кальци . iТакой способ не вли ет на формирование макроструктуры и не исключает возможности образовани трещин.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс способ высокочастотной сварки, включающий в себ сведение кромок заготовок под углом друг к другу с образованием V-образного зазора, нагрев кромок до температуры сварки и их обжатие.

Основным недостатком известного способа вл етс сильна зависимость макроструктуры , котора определ ет качество сварного соединени ,т режима сварки.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей за счет обеспечени возможности использовани более широкого диапазона режимов сварки.

В процессе ведени высокочастотной сварки нанос т порошковый тугоплавкий

композиционный материал на свариваемые кромки в вершине V-образного зазора. При этом происходит взаимодействие фаз; жидкого шлака, расплава металла и твердых зерен . В результате взаимодействи расплава металла с тугоплавким композиционным порошковым материалом получают в зкую матрицу с распределенными в ней твердыми частицами, что обеспечивает рассматриваемому материалу высокую ударную в зкость. В период кристаллизации расплава твердые зерна тугоплавкого композиционного порошка материала вл ютс центрами кристаллизации, в результате чего измен етс микроструктура и макроструктура сварного соединени , отсутствует рко выраженна волокниста структура , котора приводит к ухудшению качества соединени , образованию дефектов и трещин .

Граничные значени дл температуры нагрева тугоплавкого композиционного материала выбирают с учетом прочности сцеплени тугоплавкого композиционного материала с нагретым материалом заготовки , а также максимального использовани вводимого материала. При нагреве тугоплавкого композиционйого материала ниже температуры точки Кюри магнитное поле индуктора вли ет на направление движени вводимого материала, снижа коэффициент его использовани , при зтом мельчайшие частицы вводимого порошкового материала прит гиваютс к индуктору, нагреваютс в его поле до температуры точки Кюри и вывод т из стро его изол цию.

При нагреве вводимого порошкового материала ыше температуры плавлени материала заготовки возможны подплавлени и налипани порошкового материала на околошовную зону заготовки, что может отрицательно сказатьс на ее качестве.

Таким образом, дл получени качественного сварного соединени с высоким коэффициентом использовани вводимого порошкового материала необходимо нагревать порошковый материал в интервале температур отточки Кюри данного композиционного материала до температуры плавлени материала заготовки.

Способ может быть осуществлен на установке , приведенной на чертеже.

Установка дл высокочастотной сварки труб включает в себ плазмотрон 1 с устройством 2 подачи порошкового материала и индуктор 3, подключенные к источнику 4 питани . Плазмотрон 1 и индуктор 3 взаимодействуют с поверхностью трубной заготовки 5.

Способ осуществл етс следующим образом .

Высокочастотный индуктор 3 и плазмотрон 1 устанавливают над стыком кромок

5 предварительно сформованной трубной заготовки 5. Плазмотрон 1 ориентируют в одной плоскости с осью трубы и под углом, лежащим в интервале от 1-45 до -45° к оси сварного шва по направлению движени

0 трубы. Угол ориентации плазмотрона (высокотемпературной струи) по отношению к сварному шву выбираетс из следующих соображений . При напылении оптимальным вл етс угол 90 по отношению к напыл емой поверхности. По мере уменьшени угла напылени возрастает пористость покрытий , уменьшаетс коэффициент использовани напыл емого материала, снижаетс уровень плотности покрытий и прочности

0 сцеплени покрыти с основным материалом . Оптимальный угол ввода композиционного порошкового материала определ ли экспериментально при исследовании качества сварных швов, полученных при различных углах ориентации высокотемпературной струи, имплантирующей тугоплавкий композиционный порошковый материал. В результате эксперимента получены сварные швы хорошего качества, когда высокотемпературную струю ориентировали в одной плоскости с осью трубы и под углом, лежащим в интервале от +45° до -45° к оси сварного шва по направлению движени трубы. Наилучшее качество сварного шва

5 было получено, когда композиционный порошковый материал вводили одновременно двум высокотемпературными симметрично расположенными стру ми относительно оси, трубы, дл этого использовали двух0 струйный плазмотрон или два плазмотрона, расположенных симметрично относительно оси сварного шва. Включают источник 4 питани . Переменное электромагнитное поле, возникающее при прохождении через индуктор 3 электрического тока высокой частоты , возбуждает вихревые токи в кромках заготовки. Эти токи на отрезке заготовки, равном примерно длине индуктора, пересекают кромки в направлении, параллельном

0 расположению стыка кромок, разогрева их до температуры сварки. Зажигают рабочую дугу плазмотрона 1. Устройством 2 подачи материала подают тугоплавкий композиционный порошковый материал в высо1{:отем5 пературную плазменную струю плазмотрона 1. Высокотемпературной плазменной струей плазмотрона 1 нагревают тугоплавкий композиционный порошковый материала в интервале температур от

Кюри данного тугоплавкого композиционного порошкового материала до температуры плавлени материала трубы и ввод т в V-образный зазор зоны сварки. В результате взаимодействи фаз (жидкого шлака, расплава металла и твердых частиц) тугоплавкого композиционного порршка мы получаем в зкую матрицу с распределенными в ней твердыми частицами. В св зи с непродолжительностью контакта частицы тугоплавкого композиционного порошка остаютс в исходном состо нии и станов тс центрами кристаллизации, измен етс схема структурообразовани зоны сварного шва, отсутствует рко выраженна волокниста структура, измен ющийс угол изгиба волокон которой приводит к ухудшени|р качества соединени , образованию дефектов и трещин. Таким образом расшир ютс технологические возможности высокочастотной сварки за счет обеспечени возможности использовани более широкого диапазона ее режимов.

Пример. Производилась сварка грубы ) 219 мм стали В Ст. 3 сп на агрегатеТЭСА 203-530. Частота тока в индукторе 10 кГц, Устанавливали плазмотрон от установки УПУ-ЗД над стыком кромок под углом 45° на высоте 120 ± 10 мм от внешнего среза сопла . Включали источник питани от установки АПР-403, зажигалась дуга плазмотрон со следующими параметрами; ток дуги 280320 А, напр жение дуги 75-105 В, расход рабочего газа азота 3,2 г/с. В качестве транспортирующего газа использовали аргон . Дл подачи тугоплавкого композиционного порошкового материала АКЦе + (WaC + WC) использовали порошковый питатель от установки АПН-303. Тугоплавкий композиционный порошковый материал АКЦе + (WaC + WC) нагревали высокотемпературной струей до температуры 1100°С и вводили его в V-образный зазор зоны сварки. В результате был получен шов без трещин со

структурой, в которой нет выраженной волокнистости , и с ударной в зкостью (39 ± 2) Ю Дж/м

Claims

1.Способ высокочастотной сварки, включающий сведение кромок заготовок

под углом друг к другу с образованием V-образного зазора, нагрев кромок до температуры сварки и их обжатие, отличающийс тем, что, с целью расширени технологйческих возможностей за счет обеспечени использовани более широкого диапазона режимов сварки, на свариваемые кромки в вершине V-образного зазора нанос т порошковый тугоплавкий композиционный

материал, предварительно нагретый до температуры от точки Кюри этого материала до температуры плавлени материала заготовки .

2.Способ по п.1,отличающийс тем, что по крайней мере один из компонентов наносимого порошкового тугоплавкого композиционного материала имеет температуру плавлени выше температуры сварки .