SU946844A1 - Способ дуговой сварки плавлением - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к способам дуговой сварки торцовых и нахлесточных круговых швов, преимущественно диаметром более 100 мм, и может найти применение в машиностроении, химической, энергетической и других отрасл х промышленности.

Известен способ дуговой сварки плавлением криволинейных торцовых швов, при котором дугу смещают от стыка по радиусу в сторону положительной кривизны.

Применение данного способа позвол ет компенсировать различные услови  теплоотвода в элементы торцового соединени  при сварке и улучшить формирование шва. Смещение электрода от стыка несколько уменьшает зависимость глубины проплавлени  от величины зазора в соединении 1.

Однако смешение дуги затрудн ет получение больших значений глубины прославлени  и увеличивает веро тность несплавлени  кромок при больших величинах радиального зазора. Что касаетс  нахлесточных кольцевых соединений, свариваемых угловым швом, то применение этого способа дает отрицательный результат, так как

приводит к преимущественному плавлению внешней кромки.

Известен способ дуговой сварки, при котором предварительно определ ют поперечные перемещени  кромок в процессе сварки, затем стро т кривую перемещений каждой кромки, после чего свариваемые кромки профилируют с учетом этих перемещений, а затем собирают так, чтобы дл  каждого сечени  соединени  сумма поперечных перемещий кромок была равна величине устанавли10 ваемого при сборке зазора.

Этот способ сварки учитывает неравномерную величину зазора в стыке по его периметру . Способ позвол ет компенсировать при сварке различную величину исходного

15 зазора и поперечных деформаций по периметру стыка и может быть успешно реализован дл  стыковых соединений, в том числе и кольцевых 2.

20 - Что же касаетс  торцовых и нахлесточных кольцевых швов, то профилировать зазор при сборке таких соединий весьма сложно , а различна  величина радиальных перемешений внутреннего и наружного элементов соединени  в процессе сварки не позвол ет достигнуть требуемого эффекта.

Цель изобретени  - повышение качества и ремонтной пригодности торцовых и нахлесточных кольцевых швов за счет обеспечени  посто нных по периметру стыка условий формировани  шва и величины глубины проплавлени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе дуговой сварки плавлением, преимунхественно торцового и нахлесточного кольцевых соединений, имеюш.их наружный и внутренний элементы, при котором свариваемые кромки образуют переменный по периметру .соединени  зазор, дополнительно перед сваркой соединени  по наружному элементу выполн ют круговой шов шириной не менее 0,3 толндины наружного элемента, преимушественно неплавл ыдимс  электродом, с погонной энергией 0,4-0,8 от погонной энергии при сварке, а сварку осуществл ют после полного охлаждени  кругового шва.

При сварке соединени , имеюшего толшину стенки наружного элемента меньше 1 мм, сварку кругового шва выполн ют по внешней поверхности наружного элемента на рассто нии от торца последнего, равном 0,5-2,5 толшины стенки.

При сварке соединени , имеюшего между элементами остаюп1,еес  закладное кольцо круговым швом приваривают закладное кольцо к наружному элементу.

На фиг. 1 изображено торцовое соединение; на фиг. 2 - то же, после сварки кругового или кольцевого шва; на фиг. 3 - нахлесточное кольцевое соединение; на фиг. 4 - то же, после сварки кольцевого шва; на фиг. 5 - торцовое соединение с внутренним и наружным элементами; на фиг. 6 - то же, с закладным кольцом.

Торцовое соединение имеет внутренний 1 и наружный 2 элементы с толшиной стенки 5ц и исходный зазор 3, неплав шийс  электрод 4 расположен по центру торца внешнего элемента 2 или по его боковой поверхности 5 (фиг. 1).

Торцовое соединение после сварки кругового шва 6 или кольцевого 7, расположенного на рассто нии S от торца элемента 2 (показано на фиг. 2); электрод 4 настроен на сварку стыка, Ь 0,5-2,5.

Нахлесточное кольцеЕюе соединение с внутренним 1 и наружным 2 элементами с толшиной стенки 6ц и исходным зазором показано на фиг. 3; неплав ш,ийс  электрод 4 расположен напротив боковой поверхности 5 внешнего элемента 2 или по его торцу.

Нахлесточное кольцевое соединение после сварки кольцевого шва 7, выполненного на рассто нии S от торца, равном 0,5-2,56н или кругового 6 показано на фиг. 4; электрод 4 настроен на сварку углового шва.

Торцовое соединение с внутренним 1 и наружным 2 элементами, исходный зазор 3 и закладное кольцо 8 показано на фиг. 5; неплав ш,ийс  электрод 4 расположен между наружным элементом 2 соединени  и закладным кольцом 8, а на фиг. 6 -торцовое соединение с закладным кольцом 8 после сварки кругового шва 6.

Способ дуговой сварки плавлением осушествл ют следующим образом.

После сборки соединени  начальный зазор 3 по длине периметра имеет различную величину из-за неточности изготовлени  элементов 1 и 2. При сварке сварочный электрод 4 располагают по центру торца наружного элемента 2 соединени  и выполн ют сварку кругового шва 6. В процессе сварки в верхней части наружного элемента 2 происходит термопластическа  деформаци  укорочени , котора  приводит при охлаждении элемента 2 к сокращению периметра его торца, и, как следствие, к радиальному перемешению торца и уменьшению исходного зазора 3. Дл  того, чтобы термопластические деформации укорочени  обеспечили существенную величину радиального перемещени  торца элемента 2 ширина зоны термопластических деформаций при сварке кругового шва 6 должна быть больше толщины 6н наружного элемента 2. Установлено, что это требование обеспечиваетс  при ширине кругового шва б не менее 0,3 бц .

/При сварке кругового шва по торцу может происходить оплавление кромок торца и образование наплывов на боковых поверхност х наружного элемента 2. Такой наплыв, если он образовалс  на внутренней поверхности элемента 2, не позволит полностью закрытьс  зазору 3 в месте оплавлени  и, следовательно, услови  сварки соединени  в этом месте будут отличатьс  от условий на других участках периметра стыка. Дл  уменьшени  веро тности оплавлени  кромок торца сварку кругового шва 6 необходимо выполн ть с погонной энергией, меньшей, чем погонна  энерги  сварки соединени . Вместе с тем, погонна  энерги  сварки кругового шва 6 должна обеспечивать ширину шва более 0,35н.Установлено, что указанные требовани  выполн ютс  при сварке кругового шва 6 с погонной энергией, составл ющей 0,4-0,8 от погонной энергии сварки соединени . После сварки кругового шва 6 осуществл ют полное охлаждение шва 6, а затем окончательную сварку элементов и 2.

В случае сварки нахлесточного соединени  (фиг. 2) выполнить круговой шов 6 по торцу элемента 2 мешает внутренний элемент 1 соединени . В этом случае предпочтительно термопластическое деформирование верхней части эле.мента 2 производить сваркой кольцевого шва 7. Рассто ние от

торца элемента 2 до места сварки кольцевого шва 7 должно быть таким, чтобы не оплавл лась кромка торца, что приводит к стеканию металла шва; с другой стороны, это рассто ние не должно превышать половину ширины зоны термопластических дефор маций дл  обеспечени  эффективного радиального перемещени  торца. Установлено , что это рассто ние должно составл ть 0,5-2,5 6н.

При сварке торцового соединени  (фиг. 3) с закладным кольцом 8 должна быть обеспечена неподвижность и плотное поджатие кольца 8 относительно элементов соединени  1 и 2. В противном случае происходит сквозное проплавление кольца 8 и образование прожога в соединении дл  исключени  этого, первоначально производ т сварку кольца 8 и наружного элемента 2 круговым швом 6. При сварке шва 6 кольцо 8 нагреваетс  до большей температуры, чем элемент 2, так как имеет меньшее сечение и худшие услови  теплоотвода. В результате кольцо 8 расшир етс  в большей степени, чем элемент 2, плотно к нему поджимаетс  и фиксируетс  в этом положении швом 6. При остывании элемента 2 термопластические деформации укорочени  вызывают его радиальное перемешение, уменьшают зазор 3 и плотно поджимают кольцо 8 к внутреннему элементу 1 соединени . Дл  всех вариантов соединени , окончательную сварку осушествл ют после полного охлаждени  кругового шва 6.

Пример. Производ т аргонодуговую сварку торцового соединени  из стали 12XI8H10T диаметром 550 мм с толщиной внутреннего элемента 40 мм и наружного 8 мм. Соединение собирают по широкоходовой посадке с закладным кольцом. Исходный радиальный зазор в со.единении измен етс  по периметру в пределах от 0,2 до 1,1 мм. Зазор между закладным кольцом и элементами соединени  измен етс  по периметру в пределах О,-0,4 мм. Производ т сварку закладного кольца с наружным элементом соединени  круговым швом на режиме: скорость сварки 4 м/ч, ток сварки 105 А. После охлаждени  зазор в соединении составл ет О-0,4 мм, зазор между закладным кольцом и внутренним элементом отсутствовал по всему периметру. Ширина кругового шва составл ет 5 м.м. Сварку соединени .выполн ют по режиму: скорость сварки 4,5 м/ч, ток сварки 190 А. Ширина шва - 9 мм.

Производ т вырезку шва на заданную глубину и,разделение соединени . Операции сборки, сварки, вырезки, разделени  соединени  повтор ют п ть раз. Во всех случа х разделение соединени  проходило без затруднений.

Предлагаемый способ обеспечивает сварку торцовых и нахлесточных кольцевых соединений с одинаковым по всему периметру стыка зазором, чем обеспечиваютс  посто нные по периметру услови  формировани  шва и посто нна  величина глубины проплавлени .

В результате достигаетс  требуемое количество и размеры шва, а также гарантированное вскрытие сварного шва при его вырезке на заданную глубину.

Claims (3)

1.Способ дуговой сварки плавление.м, преи.мущественно торцового и нахлесточного кольцевых соединений, имеюших наружный и внутренний элементы, при котором свариваемые кромки образуют переменный по периметру соединени  зазор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества соединени  и его ремонтопригодности путем получени  швов со стабильной глубиной проплавлени , дополнительно перед сваркой соединени  по наружному элементу выполн ют круговой щов шириной не .менее 0,3 толщины наружного элемента, преимущественно неплав щимс  электродом, с погонной энергией 0,4- 0,8 от погонной энергии при сварке, а сварку осуществл ют после полного охлаждени  кругового шва.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества при сварке соединени , имеющего толщину стенки наружного элемента меньше I мм, сварку кругового шва выполн ют по внешней поверхности наружного элемента на рассто нии от торца последнего, равном 0,5-2,5 толщины стенки.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  качества соединени , имеющего между элементами остающеес  закладное кольцо, круговым швом приваривают закладное кольцо с наружному элементу .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 376194, кл. В 23 К 9/16, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 518292, кл. В 23 К 9/00, 1972 (прототип ).