SU759268A1 - Способ сварки плавлением 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к высокочастотной сварке плавлением по кромкам и может быть использовано при сварке металлических изделий из листовых материалов, например при сварке горловины с крышками аккумуляторов и т.п. *

Известен способ высокочастотной сварки по отбортованным кромкам методом их расплавления с принудительной 1,0 формовкой шва ГНЭтот способ нельзя применять при сварке изделий, конструкция которых ' не позволяет использовать устройства для формовки шва из-за невозможности (5 их размещения совместно с индуктором, например при вварке близко расположенных труб в трубные доски.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому являеся способ сварки плавлением тонколистовых изделий с замкнутым контуром по отбортованным кромкам, при котором кромки нагревают в высокочастотном магнитном поле25 с последущей кристаллизацией расплавленного металла (2]. В этом способе повышается качество свариваемых изделий за счет улучшения формирования шва, для него создают высокочастот2

ное магнитное поле, периодически меняющееся по длине шва.

К недостаткам указанного способа следует отнести малые сварочные за5 зоры между индуктором и свариваемыми кромками и применение жестких сварочных режимов, т.е. малых времен импульса сварочного тока и большой мощности, подводимой к индуктору.

При увеличении времени сварки и уменьшении мощности, т.е. при мягких режимах сварки/ когда металлургия сварочного процесса оптимальна, эффект периодически меняющейся высоты валика шва ослабевает, так как электродинамические силы, воздействующие на ванну жидкого металла шва, уменьшаются пропорционально мощности, подводимой к 20 индуктору. Так как используемый в указанном способе эффект возможен только на малых сварочных зазорах, с увеличением же зазора резко падает, то неизбежны частые электрические пробои между индуктором и свариваемыми кромками. ·

Указанный способ непригоден для сварки изделий с небольшим периметром сварных швов, так как шаг формирования

20 ограничен 7 мм.

3

759268

4

Наконец, получение магнитного поля, периодически меняющегося по длине шва, неизбежно связано, с ухудшением энергетических свойств индуктора и с' уменьшением его коэффициента полезного действия.

Цель изобретения — создание способа сварки, позволяющего повысить равномерность формирования сварного шва и увеличить глубину проплавления.

С этой целью кромку одной из деталей перед нагревом деформируют с. образованием между свариваемыми кромками при сопряжении зазора, периодически меняющегося от нуля до величины, составляющей 0,5-1,5 толщины кромки более тонкой детали.

Кромке одной из деталей при деформации могут придавать форму многоугольника.

На чертеже приведен один из вариантов реализации предлагаемого способа.

Кромка 1 одной из деталей выполнена в виде многоугольника. После сопряжения с кромкой 2 второй детали между , ними образуется периодически повто- 25 ряющийся зазор, который изменяется от нуля до 0,5-1,5 толщины кромки в зависимости от выбранной длины стороны многогранника.

Сварка осуществляется путем оплав- ^0 ления торцов свариваемых кромок током, индуктируемым высокочастотным магнитным полем, возбуждаемым индуктором, повторяющим контур сварки, с последующей кристаллизацией расплавленного 35 металла после отключения тока.

Поскольку между кромками есть периодически изменяющийся зазор, то в бЦ'нЪ'рОдном 'магнитном поле индуктора они греются неравномерно. Участки контура сварки, имеющие зазор между 40 кромками, нагреваются в магнитном, поле индуктора^эффективнее, чем не имеющие зазора, так как электромагнитная энергия индуктора поступает в кромки с торцов внутренних и наружных 45 поверхностей свариваемых кромок.

Участки, не .имеющие зазора между кромками, нагреваются слабее, поскольку энергия поступает в кромки только с торцов и наружных поверхнос- ед тей кромок. Таким образом, весь периметр контура сварки разбивается на участки с различной интенсивностью нагрева, что препятсвует хаотическо- .. му движению жидкого металла вдоль свариваемых кромок под действием электродинамических сил индуктора.'

При этом не образуется.наплывов жидкого металла на боковые поверхности кромок, так как избыток жидкого металла под действием злектродинамичес- 60 "индуктора и' капиллярных сил "сливается в зазор между кромками.

После отключения сварочного тока и " “Йрёвращения электродинамического воз^действия жидкий металл шва под воз- 65

действием сил поверхностного натяже-.. ния сливается в единый валик по всему периметру контура сварки. Этот эффект особенно усиливается при сварке в потолочном положении, когда свариваемые кромки располагают над ин5 дукторОм.

Таким обоазом, при реализации предлагаемого способа сварки получается сварной шов, внешне равномерный по всему периметру контура сварки, но неравномерный по глубине.

В процессе разработки способа было выявлено, что внешне равномерное формирование сварного шва получается в широком диапазоне режимов сварки, но при соблюдении определенных соотношений между толщиной свариваемых кромок и периодически изменяющегося зазора между ними, которые зависят от физических свойств свариваемого материала.

Большую роль при формировании шва играет поверхностное натяжение жидкого металла, которое зависит от его состава и чистоты поверхности. Так, например, у кипящей стали типа 08КП поверхностное натяжение в полтора раза ниже, чем у нержавеющей. Опытным путем было установлено, что для случая сварки изделий из кипящей стали максимальная величина периодически изменяющегося зазора между кромками не должна цревьяаать 0,5-0,7 толщины кромки. В случае сварки изделий из нержавеющей стали эта величина может составлять до 1-1,5 толщины кромки. Если в обоих случаях увеличить величину периодически изменяющегося зазора между кромками выше указанных: пределов, то это приводит к чрезмерно му протеканию жидкого металла в зазор между кромками и, как следствие, к неудовлетворительному виду сварного шва и. его качества. Если изменить зазор ниже указанных пределов, то это приводит к неравномерному формированию сварного шва по периметру контура сварки, наплывом на боковые поверхности кромок и сужается диапазон режимов сварки, в котором полчается удовлетворительное формирование сварного шва.

Использование предлагаемого способа особенно эффективно при сварке изделий из тонколистовых материалов при массовом производстве однотипных изделий, например при сварке патрубков с крышкой глушителя выхлопа автомобилей.

Способ может быть осуществлен в любом пространственном положении в защитной и восстановительной среде.

Предлагаемый способ позволяет производить сварку изделий из тонколистовых материалов с предварительной подготовкой кромок под сварку и получать при этом высококачественное сварное соединение. Способ обладает

759268 '

большой производительностью и экономичностью.

По предлагаемому способу скорость сварки в 3-4 раза выше, чем при дуговой сварке при производстве аналогичных изделий. Способ не требует 5

применения присадочных материалов.

Экономический эффект от использования предлагаемого способа может быть подсчитан при сравнении его с традиционными методами сварки изделий из листовых материалов, где он имеет неоспоримые преимущества в производительности и простоте автоматизации.

Так, например, два патрубка ввариваются в крышку глушителя одновре- ’’ менно за 3 сек, при этом общая длина шва составляет 0,5 м. При этом линейная скорость сварки составляет 10 м/мин.. При сварке этих же изделий полуавтоматической сваркой неплавя- - 20

щимся электродом в среде СО скорость сварки составляет. 2-2,5 м/мин·, т.е.

. в 4 раза меньше.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Способ сварки плавлением тонко- 25 листовых изделий с замкнутым контуром

   сварки по отбортованным кромкам, при котором кромки нагревают в высокочастотном магнитном поле с последующей кристаллизацией расплавленного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности формирования сварного шва и увеличения глубины проплавления, кромку одной иэ деталей перед нагревом деформируют с образованием между свариваемыми кромками при сопряжении зазора, периодически изменяющегося от нуля до величины, составляющей 0,51,5 толщины кромки более тонкой детали.
2. 2. Способ поп. 1, отличающийся тем, что кромке одной из деталей при деформации перед нагревом придают форму многоугольника'.