SU766783A1

SU766783A1 - Method for two-arc welding of corner joints in t-joints

Info

Publication number: SU766783A1
Application number: SU782630329A
Authority: SU
Inventors: Михаил Борисович Жуков; Тамара Васильевна Морозова
Original assignee: Предприятие П/Я М-5671
Priority date: 1978-06-20
Filing date: 1978-06-20
Publication date: 1980-09-30

Description

(54) СПОСОБ ДВУХДУГОВОЙ СВАРКИ УГЛОВЫХ ШВОВ ТАВРОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ(54) METHOD OF DOUBLE ARC WELDING OF ANGULAR SEAMS OF TEDED CONNECTIONS

Изобретение относитс к сварке тавровых соединений и может быть использовано во всех отрасл х промышленности.This invention relates to the welding of T-joints and can be used in all industries.

Известен способ двухдуговой сварки угловых швов тавровых соединений, при котором швы сваривают одновременно с двух сторон стенки, при этом стенку прижимают к полке тавра роликом, перемеш,аюшимс одновременно с электродами 1.The known method of double-arc welding of corner seams of T-joints, in which the seams are welded simultaneously from two sides of the wall, while the wall is pressed to the shelf of the brand with a roller, mix simultaneously with the electrodes 1.

Недостатком этого способа вл етс то, что дл изготовлени тавров используетс литой металл, в котором при сварке образуютс дефекты, например, трещины и др., что снижает качество, в частности, прочность сварного соединени .The disadvantage of this method is that cast metal is used for the manufacture of tees, in which during welding defects, for example, cracks, etc., are formed, which reduces the quality, in particular, the strength of the welded joint.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс способ двухдуговой сварки угловых швов тавровых соединений, при котором выставл ют электроды с двух сторон симметрично относительно стенки тавра. Прижимной ролик устанавливают на свободную кромку стенки в зоне сварки с возможностью перемещени одновременно с электродами. При сварке плав т металл одновременно с двух сторон стенки, прижима стенку роликом . При этом стенку нагревают до температуры 700-800°С любым нагревательным элементом, например, с помощью кварцевых ламп, установленных перед сварочными горелками и после них, перемещаемых вместе с ними. При этом нагревают стенку , по всей ее длине по разные стороны от зоны между прижимом и сваркой. Данна температура выше температуры, при которой металл тер ет способность сопротивл тьс пластическому деформированию.The closest in technical essence and the achieved effect is the method of two-arc welding of fillet welds of T-joints, in which the electrodes are exposed on both sides symmetrically relative to the wall of the brand. The pressure roller is mounted on the free edge of the wall in the welding zone with the possibility of movement simultaneously with the electrodes. When welding, metal is melted simultaneously from both sides of the wall, pressing the wall with a roller. In this case, the wall is heated to a temperature of 700-800 ° C with any heating element, for example, using quartz lamps installed in front of and after welding torches that are moved with them. At the same time, the wall is heated, along its entire length, on opposite sides of the zone between the pressing and welding. This temperature is higher than the temperature at which the metal loses its ability to resist plastic deformation.

Одновременно часть стенки между зонами прижима и сварки, охлаждают до температуры 20-100°С, например, с помощью медных пластинок, охлаждаемых водой и расположенных в этой зоне. Эта температура ниже температуры восстановлени упругих свойств металла. В процессе сварки At the same time, the part of the wall between the pressing and welding zones is cooled to a temperature of 20-100 ° C, for example, with the help of copper plates cooled by water and located in this zone. This temperature is lower than the recovery temperature of the elastic properties of the metal. During the welding process

15 охлажденный участок стенки передает давление от ролика кристаллизующемус металлу шва и околошовной зоне, деформиру их и погружа линию сплавлени в направленный металл шва 2.15, the cooled wall section transfers the pressure from the roller to the crystallizing metal of the weld and the heat-affected zone, deforming them and immersing the fusion line in the directional weld metal 2.

Недостатком этого способа вл етс то, The disadvantage of this method is that

20 что нагревают и охлаждают участки, имеющие значительную площадь, а участки деформировани занимают малую площадь, фактически приближающуюс к линии, охватывающей охлажденную часть металла. Дл осуществлени процесса нагрева и охлаждени необходимы мощные нагреватели и охладители, создающие градиент температуры в стенке соединени . Кроме того, необходимо значительное усилие ролика на стенку , чтобы по линии наименьщего сопротивлени деформировать ее, перемеща охлажденную часть в сторону щва.20 that they heat and cool areas of considerable size, and the deformation areas occupy a small area, actually approaching the line covering the cooled part of the metal. Powerful heaters and coolers that create a temperature gradient in the wall of the joint are needed to carry out the heating and cooling process. In addition, a significant force of the roller against the wall is necessary in order to deform it along the line of least resistance by moving the cooled part to the side of the groove.

Цель изобретени - снижение энергетических затрат и усили , прикладываемого к стенке соединени .The purpose of the invention is to reduce the energy costs and effort applied to the wall of the joint.

Цель достигаетс тем, что стенку нагревают на участке, средн лини которого расположена по дуге радиусом равным высоте стенки тавра и с центром, расположенным на свариваемой кромке стенки в точке, противолежащей точке приложени силы прижима. Т. е. нагрев производитс по линии распространени равных радиальных напр жений от прикладываемого усили к стенке тавра. Дл этого целесообразнее изменить схему нагрева, заменив в ней нагрев площади на нагрев линейного участка.The goal is achieved by the fact that the wall is heated in a section whose middle line is located along an arc of radius equal to the height of the wall of the brand and with its center located on the welded edge of the wall at a point opposite to the point of application of the pressing force. That is, heating is carried out along the line of propagation of equal radial stresses from the applied force to the wall of the brand. For this purpose, it is more expedient to change the heating scheme, replacing in it the heating of the area with the heating of the linear section.

Такой нагрев может быть осуществлен путем применени концентрированного источника нагрева в локальной зоне.Such heating can be accomplished by using a concentrated heat source in the local area.

Известно, что максимальные пластические деформации в металлах происход т по лини м радиальных напр жений, которые дл данного конкретного случа (давлени ролика в точке на стенку) располагаютс по кривым, близким к концентрическим окружност м , имеющим центр в точке, лежащей на линии действи силы.It is known that the maximum plastic deformations in metals occur along the lines of radial stresses, which for this particular case (roller pressures at a point on the wall) are arranged along curves close to concentric circles having a center at a point lying on the line of force .

Следовательно, наиболее экономически выгодным будет нагрев стенки вдоль указанных линий.Therefore, heating the wall along the lines indicated will be the most economical.

Максимальный эффект достигаетс , еели нагревательный элемент имеет форму половины окружности, диаметр которой расположен по стыку соединени .The maximum effect is achieved if the heating element has the shape of a half circle, the diameter of which is located along the junction of the joint.

Способ по сн етс чертежом, который содержит полку 1 тавра, стенку 2 тавра, нагреватель (индуктор) 3, прижимной ролик 4.The method is illustrated in the drawing, which comprises shelf 1 of the brand, wall 2 of the brand, heater (inductor) 3, pressure roller 4.

Дл осуществлени предлагаемого способа производилась сварка таврового соединени из титана. Предварительно прихватывают стенку 2 к полке, устанавливают прихваченные детали, на устройстве дл сварки и закрепл ют их. Сварку осуществл ют по участкам. Длина участков равна двум высотам стенки (2h стенки). Сварку длинных тавровых соединений можно осуществл ть как одновременно на всех участках по длине, так и путем последовательного перемещени зоны сварки по длине участка равной 2h стенки.To carry out the proposed method, a titanium joint was welded. Pre-attach the wall 2 to the shelf, install the stuck parts, on the device for welding and fix them. Welding is carried out in sections. The length of the sections is equal to two wall heights (2h wall). Welding of long T-joints can be carried out both simultaneously in all sections along the length, and by successive movement of the welding zone along the length of the section equal to 2h of the wall.

Закрепив детали, выставл ют электроды с двух сторон симметрично относительно стенки тавра на одном конце соединени . На каждом свариваемом участке вдоль стенки располагают нагревательные элементы 3 в виде индуктора ТВЧ, выполненного поBy fixing the parts, the electrodes are exposed on both sides symmetrically with respect to the wall of the brand at one end of the joint. On each welded area along the wall have heating elements 3 in the form of an HDTV inductor, made on

форме дуги окружности с радиусом средней линии равным высоте стенки, центр которого устанавливают на свариваемом стыДе. Така форма и расположение нагревательного элемента определ ет зону непосредственного нагрева на стенке тавра. С помощью этого концентрированного источника натрева в течение 3-4 с нагревают указанный узкий дуговой участок выще температуры потери способности сопротивлени пластическому деформированию на 20-50°С, При этом непосредственно примыкающий к этому нагреву дуговому участку остальной металл стенки остаетс практически холодньш , так как врем нагрева малое, а теплопроводность титана низка .the shape of an arc of a circle with a radius of the middle line equal to the height of the wall, the center of which is installed on the welded joint. Such a shape and arrangement of the heating element determines the zone of direct heating on the wall of the brand. With the help of this concentrated source of heat, the specified narrow arc section is higher than the temperature loss of plastic deformation ability by 20-50 ° C for 3-4 seconds. At the same time, the remaining metal of the wall metal immediately adjacent to this heating to the arc section remains almost cold, since heating is low, and the thermal conductivity of titanium is low.

Перемещение электродов, т. е. сварку, осуществл ют при наличии усили прижима 4, прикладываемого к стенке тавра перпендикул рно полке в центре свариваемого участка (или нагреваемого участка) в точке противолежащей центру дугового участка нагрева. Величина усили прижима определ етс необходимостью деформировани металла в зоне сварки.The movement of the electrodes, i.e., welding, is carried out with a clamping force 4 applied to the wall of the brand perpendicular to the shelf in the center of the welded section (or heated section) at a point opposite to the center of the arc heating section. The magnitude of the clamping force is determined by the need to deform the metal in the weld zone.

Так как нагрев производитс по линии распространени максимальных касательных напр жений, то сопротивл емость нагретого металла прикладываемому усилию незначительна .Since the heating is carried out along the line of propagation of maximum tangential stresses, the resistance of the heated metal to the applied force is negligible.

Например, при сварке титана необходимое усилие равно 120-120 кГс, в то врем как по известному способу усилие прижима, необходимое дл деформировани металла, равно 250 кГс.For example, when welding titanium, the required force is 120-120 kGs, while by a known method the pressing force required to deform the metal is 250 kG.

Пример. Производ т сварку таврового соединени из титанового сплава ВТ-20. Толщина стенки и полки 20 мм. Высота стенки 50 мм. Ширина полки 100 мм. Ток на каждой горелке 80-100 А. Скорость сварки 15 м/ч, напр жение на дуге 10- 12 в. Нагревательный элемент выполн ли по радиусу 50 мм. Площадь, охватываема нагревом 7950 мм 2. Величина усили прижима стенки к полке 500 кг. Температура нагрева 750-800°С. Величина осадка 1,0- 1,5 мм. Качество сварки удовлетворительное .Example. Weld the T-joint of titanium alloy VT-20. Wall and shelf thickness 20 mm. Wall height 50 mm. Shelf width 100 mm. The current on each burner is 80-100 A. The welding speed is 15 m / h, the voltage across the arc is 10–12 in. The heating element was radially 50 mm. The area covered by heating is 7950 mm 2. The amount of force pressing the wall to the shelf is 500 kg. Heating temperature 750-800 ° C. The size of the sediment 1.0-1.5 mm. Welding quality is satisfactory.

Использование способа позвол ет снизить энергетические затраты почти в 10 раз за счет резкого сокращени времени нагрева участков стенки до требуемой температуры , при которой металл тер ет способность сопротивлени пластическому деформированию , уменьщить прикладываемое усилие к стенке тавра почти в 2 раза и упростить осуществление способа за счет исключени охладительных устройств.Using the method allows to reduce energy costs by almost 10 times due to a sharp reduction in the heating time of wall sections to the required temperature at which the metal loses its ability to resist plastic deformation, reduce the applied force to the wall of the brand by almost 2 times and simplify the implementation of the method by eliminating cooling devices.

Claims

1. Welding Reference. Under. ed. V.A. Vinokurova, “Mechanical Engineering, 1970, Vol. Ill. P. 237.

2. USSR author's certificate number 626905, cl. 23 K 9/16, 1976.