Способ дуговой сварки неповоротных стыков труб

Способ дуговой сварки неповоротных стыков труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕ ПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ, при котором в начале и конце шва изменяют скорость подачи сварочного электрода, причем в начале шва эту скорость увеличивают до номинальной, а в конце - уменьшают с номинальной до нуля, отличающийся тем, что, с целью повышения качества шва в местах перекрытия при сварке плавяшимся электродом под слоем флюса и повышения производительности, одновременно с изменением скорости подачи сварочного электрода в начале и конце шва изменяют и скорость сварки, при этом в начале шва сварку ведут со скоростью на 30-50 /о больше номинальной и скоростью подачи сварочного электрода на 30-70% меньше номина-рьной , а в конце шва скорость сварки увеличивают до скорости в начале шва. (Л О) оо

;„,SU„„1006137 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«ада В 23 К 31/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Id ОТКРЫТИЙ (21) 2976509/25-27 (22) 01.09.80 (46) 23.03;83. Бюл. № 11 (72) А. В. Еремин, В. П. Урбан, Н..А. Шершнев и А. Н. Слобовский (53) 621.791.?53 (088.8) (56) Патент США № 3005903, кл. 219 — 131, 1957.

2. Патент Японии № 53 — 745, 12 В 1, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР № 255441, кл. В 23 К 31/06, 1964 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ, при кото. ром в начале и конце шва изменяют скорость подачи сварочного электрода, причем в начале шва эту скорость увеличивают до номинальной,а в конце — уменьшают с номинальной до нуля, отличающийся тем, что, с целью повышения качества шва в местах перекрытия при сварке плавящимся электродом под слоем флюса и повышения производительности, одновременно с изменением скорости подачи сварочного электрода в начале и конце шва изменяют и скорость сварки, при этом в начале шва сварку ведут со скоростью на 30 — 50% больше номинальной и скоростью подачи сварочного электрода на 30 — 70% меньше номинальной, а в конце шва скорость сварки увеличивают до скорости в начале шва.

1006137

Изобретение относится к сварке, в частности к способам сварки неповоротных стыков труб преимущественно плавящимся электродом, и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства, особенно в машиностроении.

При сварке неповоротных и кольцевых стыков наиболее сложным местом, особенно при многопроходном процессе, является место перекрытия начала и конца шва. Этот процесс наиболее сложно осуществить при сварке плавящимся электродом под слоем флюса, так как в момент возбуждения дуги металл изделия холодный, благодаря чему из-за большего отвода тепла металл электродной проволоки образует утолщение, которое препятствует в дальнейшем отделению корки шлака, а при перекрытии препятствует получению нормального провара в этом месте. Кроме того, в месте перекрытия образуется недопустимое утолщение шва, а при заварке кратера в месте обрыва дуги — усадочная раковина.

Известен способ сварки плавящимся электродом, при котором после контакта электрода с изделием под слоем флюса, включают источник питания и зажигают дугу, а после сварки уменьшают скорость подачи электродной проволоки на заранее определенную величину и источник тока работает до тех пор, пока не обрывантся дуга. Такой способ сварки используется сравнительной широко (1).

Однако этот способ не обеспечивает плавного формирования начала сварочного шва и плавного перекрытия его при сварке кольцевых швов. Это связано с тем, что в начале шва из-за переходных процессов сварочной дуги и непрогретости основного металла образуется утолщение, которое затрудняет удаление шлака и способствует образованию шлаковых включений и непроваров, а также при перекрытии способствует образованию недопустимых утолщеЙий, которые на рентгенограмме проявляются как недопустнмые дефекты сварного соединения и по которым при знакопеременной или пульсирующей нагрузке происходит разрушение соединения.

Известен способ сварки плавящимся электродом, при котором утолщение в начале сварочного шва при автоматической сварке плавящимся электродом в среде защитного газа разваривают неплавящимся электродом, а перекрытие сварочного шва и кратер также выравнивают, разваривая это место неплавящимся вольфрамовым электродом (2) .

Этот способ конструктивно сложно реализовать при сварке многопроходных кольцевых швов плавящимся электродом под слоем флюса.

Наиболее близким к предлагаемому является способ дуговой сварки неповоротных стыков труб, при котором в начале и в конце шва изменяют скорость подачи сварочного электрода, причем в начале шва эту скорость увеличивают до номинальной, а в конце шва — уменьшают с номинальной до нуля (Ь) . пряжения (длины) дуги, что ведет к увеличению ширины проплавления, возвращает коэффициент формы шва в нужное значение.

Однако при сварке плавящимся электродом под флюсом начало и конец шва получаются неудовлетворительными. Это объясняется тем, что в начале процесса дуговой сварки плавящимся электродом неповоротных стыков изменение одной только скорости подачи сварочной проволоки не позволяет получить плавного формирования сварного шва, так как в момент возбуждения дуги образуется много расплавленного электродного металла объемом х.г х1д, который недостаточно сплавляется с основным металлом и образует значительное утолщение, мешающее отделению корки шлака, особенно в глубокой разделке, а при перекрытии шва приводит не к качественному проплавлению. При небольших скоростях сварки в начальный момент образуется утолщение, а при больших скорос-. тях происходит разрыв сварного шва, этот процесс не устойчив и зависит от различных не рассматриваемых здесь случайных факторов. При возбуждении дуги на номинальной скорости подачи электродной проволоки для выбранного режима, наблюдаЗо ется нестабильное возбуждение дуги, отгорание проволоки у мундштука, образование «ежика». При значительных начальных скоростях проволоки образуется утолщение сварного шва. При заварке кратера уменьшения скорости подачи электродной

З5 проволоки приводит к значительному увеличению длины дуги и ширины сварочной ванны, что приводит к подрезу сварного шва и усадочной раковине. Привлекая понятие коэффициента формы шва и сущ4 ность дугового процесса сварки плавящимся электродом, где процесс проплавления и наплавления металла связан «е только с эффективной тепловой мощностью дуги, но и с видом каплепереноса через дуговой промежуток, можно сказать, что регули45 рование целесообразной формы шва в данном процессе невозможно варьированием каким-либо одним параметром сварки: либо скоростью сварки, либо скоростью подачи электродной проволоки. У величение только скорости сварки приводит к форме

5 шва с Е 1, т. е. уменьшается ширина проплавления при постоянной высоте шва. И только уменьшение при этом подачи проволоки и, как следствие, уменьшение количества капель металла и увеличение на1006!

Способ дуговой сварки плавящимся электродом осуществляют следующим образом.

В начале сварочного процесса на электродную проволоку подают сварочное напряжение в зависимости от требуемого подьема сварочного шва; скорость сварки устанавливают на 30 — 50 /о больше номинальной, 5о дальнейшее увеличение начальной скорости сварки ведет к нестабильному возбуждению

I дуги. Одновременно устанавливают скорость подачи электродной проволоки 3 на 30—

70 /О от номинальной и направляют ее с этой скоростью до соприкосновения с изделием.

При меньшей скорости подачи электродной проволоки 3 наблюдается нестабильное возбуждение дуги, ее склонность к переходу

Целью изобретения является повышение качества шва в местах перекрытия при сварке плавящимся электродом под слоем флюса и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дуговой сварки неповоротных стыков труб, при котором в начале и конце шва изменяют скорость подачи сварочного электрода, причем в начале шва эту скорость увеличивают до номинальной, а в конце шва — уменьшают с номинальной до нуля, одновременно с изменением скорости подачи сварочного электрода в начале и в конце шва изменяют и скорость сварки, при этом в начале шва сварку ведут со скоростью на 30 — 50 /О больше номинальной и скоростью подачи сварочного электрода на 30 — 70О/о меньше номинальной, а в конце шва — скорость сварки увеличивают до скорости в начале шва.

На фиг. 1 изображена конструкция свариваемого кольцевого неповоротного стыка; на фиг. 2 — схема подачи электродной проволоки в стык; на фиг. 3 — циклограмма данного способа дуговой сварки плавящимся электродом.

Схема содержит трубную решетку 1, ввариваемую трубу 2, электродную проволоку 3, токоподводящий мундштук 4.

На циклограмме даны график 5 изменения скорости сварки, график 6 изменения скорости подачи электродной проволоки, момент 7 возбуждения дуги, начало 8 перекрытия и заварки кратера.

Кроме того, обозначены внешний диаметр D ввариваемой трубы 2, внутренний диаметр д ввариваемой трубы 2, ширина а основания разделки, высота б разделки, допустимый зазор в между трубной решеткой

1 и ввариваемой трубой 2, угол d разделки кромки, угол /3 наклона сварочной проволоки 3, расстояние г между мундуштуком

4 и верхней поверхностью трубной решетки 1, длина (начального утолщения 5 сварочного шва и высота ж засыпки флюса.

1о

15 о

25 зо

37 на кромку разделки под воздействием флюса, а значительное увеличение скорости подачи электродной проволоки 3 приводит к ухудшению возбуждения электрической дуги. Время, в течение которого изменяются начальные режимы сварки, зависит от требуемой длины начального участка сварочного шва и находится в пределах 2 — 6 с. 3а это время после зажигания дуги одновременно плавно уменьшают скорость сварки и увеличивают скорость подачи электродной проволоки до номинальных величин. При перекрытии и заварке кратера одновременно плавно увеличивают скорость сварки на 30 — 50О/О и уменьшают скорость подачи электродной проволоки 3 до нуля в течение 3 — 10 с, после обрыва дуги отключают сварочное напряжение. Благодаря этому количество расплавленного металла и величичина сварочной ванны постепенно умень шаются, расплавленный металл находится на поверхности, сварочная ванна «мелеет» при кристаллизации не образуется усадочной раковины, кратера. При перекрытии и заварке кратера, подбирая необходимое время изменения 3 — 10 с скорости подачи электродной проволоки 3, скорости сварки, устанавливают требуемое формирование сварочной ванны и перекрытия сварочного шва.

Пример. Вваривали трубы в требную решетку с предварительной разделкой кромок (см. фиг. 1), где а = 4+-0,5; б = 4 — . 5; в=0,5; к = 30 под сварку кольцевых двухпроходных швов плавящимся электродом ф 2 мм Св — 0,8 Г 2 с под слоем флюса

АН вЂ” 348 сварочным автоматом СА 118 М с источником тока ПСО 500.

На фиг. 1 изображен вид разделки, где

1 — трубная решетка СТ вЂ” 1ОХСНД;

2 — ввариваемая труба СТ 10ХНМА Д =

136 мм, д = 120 мм.

Электродную проволоку направляли под углом P = 20 — 25 к трубе (фиг. 2) . Расстояние между токопроводящим мундштуком

4 и трубной решеткой 1 устанавливали г =

20 —;22 м (фиг. 2), затем разделку (фиг. 1) засыпали флюсом высотой К

15 —.18 мм (фиг. 2). Далее производили формирование начала сварочного шва со скоростью сварки Vcs = 27,3 м/ч и с подачей электродной проволоки V 100 м/ч напряжение холостого хода устанавливали

60 в, при этом сварочный ток был 180 —;

200 А, после возбуждения дуги (фиг. 3 поз 7) ток плавно увеличивался за 2 с до 360 А, а скорость сварки поз. 5 уменьшилась до

V = 20 м/ч за 3 с. Удаление корки шлака из разделки наблюдалось хорошим, начало сварочного шва было плавным. В процессе перекрытия сварочного шва и заварки кратера (фиг. 3 поз. 8) одновременно скорость сварки поз. 5 V, ) плавно увеличивали с

1006137

Ус/

Кчр.

Фиг g

Составитель Л. Назарова

Техред И. Верес Корректор Ю. Макаренко

Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Шандор

Заказ 2007/24

20 м/ч до 27,3 м/ч, а скорость подачи электродной проволоки поз. 6 плавно уменьшали до нуля в течение 3 с. После обрыва дуги напряжение источника тока отключали.

Перекрытие сварочного шва получалось ровным длино" 23 б

Полученное сварочное соединение контролировалось внешним осмотром, измерениями и рентгенографированием.

Способ сварки плавяшимся электродом

5 под слоем флюса позволил снизить брак в месте начала шва на 28%, а при перекрытии