SU863236A1

SU863236A1 - Fusion welding method

Info

Publication number: SU863236A1
Application number: SU792858046A
Authority: SU
Inventors: Михаил Борисович Жуков
Original assignee: Предприятие П/Я М-5671
Priority date: 1979-12-25
Filing date: 1979-12-25
Publication date: 1981-09-15

Description

(54) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ(54) METHOD OF WELDING BY MELTING

Изобретение относитс к способам сварки и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций в различных отрасл х npoNa nimeHHocTH. способ двухдуговой сварки угловых швов тавровых соединений, при котором на стенку тавра осуществл ют давление, при этом стенку тавра нагревают выше температуры потери материалом стенки сопротивлени пластическому деформированию и одновремен но охлаждают ниже температуры восстановлени им упругих свойств на участке между зонами прижима и сварки. Способ способен ликвидировать поры, подрезы, непровары и другие дефекты, которые образуютс прежде всего из-за внесени в сварочную ванну ииородных по отношению к металлу сред - ржавчины , масла, гр зи, активных газов, окисных плен и т. д. UJ. Недостатком способа вл етс то, что он имеет ограниченные технологические возможности и распростран етс , на тавровые соединени , кроме того он не предупреждает образование дефектов , а способен лишь их деформировать. Известен также способ контактной стыковой сварки оплавлением кромки, при котором происходит в процессе давлени удаление из стыка части расплавленного металла. С удаленным металлом вынос тс из зоны соединени окисные плены, снижающие качество сварки 2. Недостатком способа вл етс то, что в процессе сварки надо нагревать весь стык сразу и дл удалени окисной плены в несколько сотых миллиметра из зоны стыка требуетс пластически продеформировать металл на 20 40 мм. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению вл етс способ, при котором . плавление осуществл ют концентрированным источником тепла, расположенным в плоскости стыка кромок деталей, создают принудительное давление и, с целью повышени качества соединени , стык выполн ют наклонным к поверхности деталей, а принудительное давление прикладывают под углом к плоскости стыка З .The invention relates to welding methods and can be used in the manufacture of welded structures in various areas of npoNa nimeHHTHTH. The method of double-arc welding of corner joints of T-joints, in which pressure is applied to the wall of the brand, while the wall of the brand is heated above the temperature loss by the material of the wall of plastic deformation and at the same time cooled below the temperature of restoring elastic properties in the area between the pressing and welding zones. The method is capable of eliminating pores, undercuts, lack of penetration, and other defects, which are formed primarily due to the introduction into the weld pool of environments with respect to the metal - rust, oil, dirt, active gases, oxide films, etc. UJ. The disadvantage of this method is that it has limited technological capabilities and extends to T-joints; moreover, it does not prevent the formation of defects, but can only deform them. There is also known a method of flash butt welding by edge melting, at which a part of the molten metal is removed from the joint during the pressure process. With the removed metal, oxide caps are removed from the joint zone, reducing the quality of welding 2. The disadvantage of the method is that during the welding process it is necessary to heat the entire joint immediately and to remove the oxide film several hundredths of a millimeter from the joint zone, it is necessary to plastically deform the metal by 20 40 mm The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is the method in which. the melting is carried out with a concentrated heat source located in the plane of the joint of the edges of the parts, create a forced pressure and, in order to improve the quality of the joint, the joint is made inclined to the surface of the parts, and the forced pressure is applied at an angle to the plane of the joint Z.

Недостатком указанного способа вл етс то, что при сварке таких химически активных металлов, как титан, некоторые стали и алюминий, он не исключает сложной подготовки кромок деталей под сварку. Примен ют химическое травление, обезжиривание, осветление, промывку в специальных средах и т.п., поэтому трудоемкость подготовительных работ остаетс значительной и в соответствии с непрерывным ростом требований к качеству соединени посто нно увеличиваетс . В р де случаев врем подготовки под сварку перекрывает врем сварки в несколько раз, особенно, если это св зано с ростом окисных плен в процессе хранени деталей. Ограничение времени хранени от момента подготовки до сварки серьезно усложн ет производственный цикл и заставл ет повтор ть операции зачистки кромок перед сваркой.The disadvantage of this method is that when welding chemically active metals such as titanium, some steels and aluminum, it does not exclude the complex preparation of the edges of the parts for welding. Chemical etching, degreasing, clarification, washing in special media, etc. are used, therefore the laboriousness of the preparatory work remains considerable and in accordance with the continuous growth of requirements for the quality of the compound constantly increases. In some cases, the preparation time for welding overlaps the welding time several times, especially if this is due to the growth of oxide captivity during the storage of parts. Limiting the storage time from the moment of preparation to welding seriously complicates the production cycle and makes it necessary to repeat the operations of edge cleaning before welding.

Цель изобретени - повьшение качества сварного соединени .The purpose of the invention is to improve the quality of the welded joint.

Цель достигаетс тем, что согласно способу сварки плавлением, при которо свариваемые детали без зазора в стык, выполненный наклонным к поверхност м, проплавл ют и сдавливают стык, сборку деталей осуществл ют со смещением их кромок относительно друг друга в сторону меньшего угла наклона стыка, процесс проплавлени ведут на режимах резки, а давление производ т на кромки по нормали к поверхности деталей, при этом смещение кромок выбирают равным 1,2-2,0 ширины реза.The goal is achieved by the fact that, according to the fusion welding method, in which the parts to be welded without a joint gap, made inclined to the surfaces, melt and squeeze the joint, the parts are assembled with their edges moving relative to each other towards a smaller joint angle, the process melting lead to cutting modes, and the pressure is produced on the edges along the normal to the surface of the parts, while the edges are chosen to be equal to 1.2-2.0 of the width of the cut.

На фиг. ) изображены собранные под сварку детали; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.FIG. ) shows the parts assembled for welding; in fig. 2 — node I in FIG. one.

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

Перед сваркой производ т разделку .кромок деталей 1 и 2 на косой стык, т.е. наклонно к поверхности детали. Затем детали собирают под сварку без зазора со смещением друг относительно друга. Деталь I смещают относительно детали 2 в сторону меньшего угла наклона стыка oi на величину h (фиг. 1 и 2).Before welding, the cutting of the parts 1 and 2 into an oblique joint, i.e. inclined to the surface of the part. Then the parts are assembled for welding without a gap offset from each other. Part I is shifted relative to part 2 in the direction of a smaller angle of inclination of the joint oi by the value of h (Fig. 1 and 2).

Величина h подбираетс опытным путем и зависит от шчри1{Ы реза О , который R свою очередь л етс однимThe value of h is chosen empirically and depends on the number of {ре cut O, which R turn is one

ИЗ параметров, процесса резки и задаетс таблично.FROM the parameters of the cutting process and is given in tabular form.

Как следует из треугольника BCD (фиг. 2), ширина реза (Г св зана со смещением h следующей зависимостью сГ hCos of, где oi. угол наклоиа стыка.As follows from the triangle BCD (Fig. 2), the width of the cut (G is related to the displacement h by the following dependence сГ hCos of, where oi is the angle of the butt.

Дл углов, опробованных экспериментально в пределах 0 30 60 , величина h находитс в пределах h (1,2-2). При угле наклона 0 5°- h Ь4(ГFor angles tested experimentally within 0-30 60, the value of h is in the range of h (1.2-2). At an inclination angle of 0 5 ° - h Н4 (Г

Если приспособление дл сборки не позвол ет фиксировать детали с указанным смещением, то детали фиксируют 5 прихватками друг к другу.If the assembly tool does not allow fixing the parts with the indicated offset, the parts are fixed with 5 tacks to each other.

Затем детали нагружают давлением Р (см. фиг. 1) с помощью прижимных клавишей или другого механизма давлени по нормали к поверхности деталей. 0 Дл улучшени качества реза и упрощени технологии в цел х выравнивани толщины листов в месте реза возможнаThe parts are then loaded with pressure P (see Fig. 1) using a pressure key or other pressure mechanism normal to the surface of the parts. 0 To improve cut quality and simplify technology to even out sheet thickness at the cut point.

дополнительна установка накладок на каждую из деталей сверху и снизу (накладки показаны как элементы вспомогательные ) .additional installation of overlays for each of the parts above and below (the overlays are shown as auxiliary elements).

После нагружени собранного узла усилием Р и выполнении описанньпс меропри тий перехоД т непосредственно к сварке. Сварку осуществл ют сварочной горелкой в среде защитного газа на режимах, характеризующих условие резки. В результате образуетс зазор между детал ми рез,After loading the assembly with a force P and performing the described measures, go directly to welding. Welding is carried out with a welding torch in a protective gas environment in modes that characterize the cutting condition. The result is a gap between the parts cut,

В процессе сварки образуетс рез 5 между детал ми вдоль линии стыка и смещенна деталь I под действием давлени Р на участке удаленного проплава перемещаетс в сторону деталн 2, прижимаетс к ней по линии стыка.In the process of welding, a cut 5 is formed between the parts along the butt line and the displaced part I under the action of pressure P in the section of the remote fusion moves towards the parts 2, pressed against it along the butt line.

Схватывание и сварка деталей осущеставл етс в результате соприкосновени н сдавливани оплавленных границ стыкуемых деталей. При резке влево и право от линии стыка происходит удаление металла и вынос окисных плен и других поверхностей включений, в том числе ржавчины и гр зи из зоны соединени . Сдавливанне очищенного металла , наход щегос в вердожидком виде, 0 приводит к формированию качественного сварного соединени . Таким образом, соединение образуетс в результате р да последовательных операций: проплавлени металла, его частичного 5 удалени , сдавливани и сварки.The seizure and welding of parts is carried out as a result of contact and squeezing of the melted boundaries of the joined parts. When cutting to the left and right from the butt line, metal is removed and oxide captives and other surfaces of inclusions are removed, including rust and dirt from the joint zone. Squeezing the purified metal, which is in a liquid-like form, 0 leads to the formation of a high-quality welded joint. Thus, the joint is formed as a result of a series of successive operations: metal melting, partial removal, compression and welding.

Claims

It should be noted that from the moment of the removal of the metal of the gas jet to the time it sets, it passes by the passage, measured in seconds. At the specified time interval, the metal is in a protective gas environment. Example. Welding of the specimens from titanium alloy OT-4 with a thickness of 60 mm and dimensions; 1 with dimensions of 100 X 50 mm each. Samples have sk edges in 45. Welding mode is as follows: working medium is argon; current strength 220-250 A; welding speed 20 m / h} cutting width 2.5 mm; the offset width of the parts h 1, A x 2.5 3.5 mm; pressing force of parts 60-80 kg. As a result, a permanent quality welded joint is formed. When the displacement of the parts is 1.1 X 2.5 2.75 mm, during the welding process, the part 2 moves downwards and a step-like joint surface is obtained. The same picture, but with the stu: Hemp in the opposite direction is formed when the displacement h «2,1 X 2.5 5.25 mm. The proposed method makes it possible to obtain high-quality joints by simple technological methods without preliminary preparation of the surfaces of the edges for welding, which can provide savings of 100,000 to 150,000 rubles at one enterprise. Claims The method of fusion welding, with which the parts to be welded are assembled without a gap into a joint made inclined to their surfaces, smelted and squeezed the joint, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joints, the parts are assembled with the edges displaced relative to each other in the direction of a smaller angle of inclination of the joint, the process of melting leads to cutting modes, and the pressure is applied to the edges along the normal to the surface of the parts, while the edges are shifted to be equal to l, 2-2, t) cutting width. Sources of information taken into account when experts 1.Av “aipCKoe USSR certificate 626905, cl. 23 K 9/16, 1976.

2. Handbook Welding in mechanical engineering. Ed. N. A. Olshansky. M., Mechanical Engineering, 1978, p. 298.

3. USSR author's certificate according to the application No. 2768103 / 25-27, cl. At 23 K 9/16, 18.05.79 (prototype).