Способ сварки труб с трубной решеткой

Способ сварки труб с трубной решеткой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ СВАРКИ ТРУБ С ТРУБНОЙ РЕШЕТКОЙ, при котором трубы устанавливают в отверстия труб ной решетки и сварку осуществляют последовательно в каждом ряду, выполняя сварные швы с одной и с другой стороны каждой трубы и на перемычках между ними, о т л и ч и и с я -сем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет устранения несплавлений в местах перекрытия, сварку осуществляют одновременно с двух сторон ряда труб двумя электродами, которые располагают сш 1метрично относительно оси трубы навстречу друг другу под углом 10 -20 к вертикальной оси трубы и перпендикулярно направлению сварки, а в местах перекрытия в начале и конце сварки г(аждой трубы и перемычках сварку ведут в общую сварочную ванну. 2, Способ по п. 1, отличающ и и с я тем, то расстояние f меж-g ду электродами в и конце свар -Кл Iки каждой из труб выбирают из следу ющего соотношения

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УЬЛИН (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ б

1 11 / юг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 33 1276/25-27 .(22) 04.12.81 (46) 30.03,83. Бюл. N 12 (72) В.А,Букаров С.П.Бородкин, В.В.Рощин и A.A.Агеев (53) 621.791.753.9(088.8) с. (56) 1. Патент Франции М 2016732, кл. В 23 К 31/06, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 148174, кл. В 23 К 9/16, 1961 °

3. Патент США Р 3291962, кл. 219-137, 1966 (прототип).

;(54)(57) 1. СПОСОБ CBAPKH ТРУБ С

ТРУБНОЙ РЕШЕТКОЙ, при котором трубы устанавливают в отверстия труб,,ной решетки и сварку осуществляют .последовательно в каждом ряду, вы- " полняя сварные швы с одной и с другой стороны каждой-трубы и на переЮ

ЗСЮ В 23 К 31 06 В 23 К 9 16 мычках между ними, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет устранения несплавлений в местах перекрытия, сварку осуществляют одновременно cдвух сторон ряда труб двумя электродами, кото рые располагают симметрично относительно оси трубы навстречу друг другу под углом 10 -20 к вертикальо ной оси трубы и перпендикулярно направлению сварки, а в местах перекрытия в начале и конце сварки йаждой трубы и перемычках сварку ведут в общую сварочную ванну.

2, Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, уто расстояние 2 меж-ф ду электродами в начале и конце свар ки каждой из труб выбирают из следующего соотношения Х=(0,7+0,9) disap

1где й„„р- наружный диаметр трубй.

1007881

55 ками (3).

Недостатком известного способа является то, что в процессе сварки 65

Изобретение относится к дуговой сварке плавящимся электродом в среде защитных газов соединений труб с трубными досками иэ различных мате» риалов и может найти применение в судостроении, энергетической,криогенной, химической и других отрасляхпромышленности.

Известен способ и устройство для сварки труб с трубными досками, когда движение инструмента производится 10 ,с помощью автоматики по программе; трубки располагают. в два параллельных ряда и процесс обработки .производитсяодновременно.,Сварку производят неплавящимся электродом, кото- 5 рый перемещают вокруг каждой трубки, устройство фиксируют автоматически и перемещают по направляющим flJ .

Для осуществления этого способа сварки необходимо использовать слож- . ное и громоздкое электронное и механическое оборудование, что делает нецелесОобразным его использование для сварки небольших трубных решеток. 5

Известен способ автоматической приварки труб к трубных доскам, при котором сплавляют наружную поверхность трубной доски вместе с торцовыми поверхностями труб путем перемещения источника тепла по принципу строчечной развертки (2)

Недостатки данного способа заключаются в следующем. При сварке ответвленных конструкций и изделий З5 не допускается наличие брызг и наплавки металла во внутренней полости труб, чего невозможно избежать при данном способе; в процессе сварки возникает неравномерность on- 40 лавления торцовых поверхностей ввариваемых труб, что ведет к снижению качества сварных соединений; при автоматизации данного способа применяется сложное оборудование, кото- 45 рое целесообразно использовать при сварке трубных решеток больших размеров.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ дуговой сварки труб с трубной решеткой, .при котором трубы устанавливают в отверстия трубной решетки и трубы последовательно сваривают дугой, горящей с электрода, сначала с одной стороны ряда труб, а затем с другой с перекрытием на концах труб и на перемычках. Получившийся шов представляет собой полукольцевые валики на соединении каждой трубки с доской с перекрытием на концах бО и по центральной линии межДу трубв местах перекрытия полукольцевых валиков возникают несплавления, что ухудшает качество сварного шва, при- водит к растрескиванию сварных соединений.

Цель изобретения — повыаейие качества сварного шва при сварке труб с трубной решеткой за счет устраненения несплавлений в местах перекры,тия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сварки труб с трубной решеткой, при котором трубы устанавливают в отверстия трубной решетки и сварку осуществляют последовательно в каждом ряду, выполняя сварные швы с одной и с другой стороны каждой трубы и на перемычках между ними, сварку осуществляют одновременно с двух сторон ряда труб двумя электродами, Которые располагают симметрично относительно оси трубы навстречу друг другу под углом

10 -20 к вертикальной оси трубы и перпендикулярно направлению сварки, а в местах перекрытия в начале и конце сварки каждой трубы и перемычках сварку ведут в общую сварочную ванну.

Причем расстояние Х между электродамив начале и конце сварки каждой из труб выбирают из следующего соотношения:

У=(0,7+0 9) а„ где йюр — наружный диаметр трубы.

На фиг. 1 показана схема выполнения способа сварки труб с трубной решеткой, на фиг. 2 — то же, разрез А-A на фиг. 1; на фиг. 3 схема наложения полукольцевых вали» ков по концам труб (разрез Б-Б на фиг. 1); на фиг. 4 — схема образования двумя дугами общей ванны (разрез В-В на фиг.l); на фиг. 5 — схема выполнения способа сварки труб с трубной решеткой, при котором на перемычках горит дежурная дуга, а расплавления электродного металла не происходит.

Буквами обозначено: V > — скорость сварки; Й„ц - наружный диаметр трубы, ввариваемой в трубную решетку;

2 — расстояние между электродами при образовании общей ванны.

Способ сварки труб с трубной решеткой осуществляют следующим образом.

Предварительно выполняют сборку трубной, решетки 1 с трубами 2. Перед сваркой заглушают отверстия труб 2 медными заглушками 3 и устанавливают электроды 4 наклонно друг к другу под углом 10 -20 к вертикальной оаи. Угол выбран из условия качественного формирования шва. Если величина угла при наложении шва будет меньше своей оптимальной величины, то возникнове1007881

10 ние общей ваины между дугами будет

I невозможно, что приведет к несплав лениям в местах перекрытия полукольцевых валиков и нарушит качество сварного шва.

Если величина угла наклона электродов больше 20О, то при наложении полукольцевых валиков по торцам труб они сильно сплавляются и расплавленный металл затекает в полость труб, что недопустимо.

Возбуждают одновременно две дуги

5 и 6,.направленные навстречу одна к одной и перпендикулярные направлению сварки, укаэанному на фиг.1 стрелкой Ч э . Такая направленность дуг обеспечивает условия образования общей ванны и наложения качественного Шва по перемычке. Если дуги не будут двигаться параллельно, то между ними не сможет возникнуть общей сварочной ванны, и не образуется сварной шов.

Дуги расположены в плоскости,пер-, пендикулярной направлению сварки, еслИ же они не будут находиться в этой плоскости, то одна иэ дуг подой" дет к месту соединения трубы с трубной решеткой раньше другой и начнет заваривать шов. При этом другая дуга подойдет к месту соединения позже и .начнет укладывать сврй сварной шов по уже затвердевшему металлу шва первой дуги. По этой причине в местах перекрытия швов возникают несплавления.

Наведение между двумя дугами общей ванны. обеспечивает в местах перекры-35 тия полукольцевых швов 7 и 8 надежное сплавление металлов электрода, труб и трубной решетки в один сварочный шов и отсутствие несплавлений.

Расстояние между параллельными ду-40 гами 5 и 6 выбирают из условия 2= (О, 7 - О, 9 ) d „ayô

Расстояйне .между дугами устанавливают следующим образом.

Устанавливают. горелку в рабочее по45 ложение, выпускают электроды 4 до касания изделия; расстояние между двумя точками, в которых электроды 4 касаются доски, и будет расстоянием 2.

Если 0,7 й„др,то, во-первых, из-эа близости дуг нарушается стабиль- 0 ность процесса их горения, что отрицательно влияет на качествоываг вовторых, погонная энергия дуг достигает такой плотности, что возникают прожоги в.трубной доске. 55

Если 7 > 0,9 дн Р, то дуги 5 и 6 образуют на основйом металле каждая свою отдельную сварочную ванну, в результате чего на металле трубной доски образуется два параллельных 60 шва, а в местах соединения трубы 2 с трубной решеткой 1 образуются несплавления.

После того, как образовалась общая сварочная ванна, дуги 5 и 6 начи-65 нают перемещать по направлению сварки Ч э,в результате чего образуется сварной шов 9. Когда дуги 5 и 6 подходят к стыку трубы 2 трубной решетки

1, они оплавляют торец трубы 2 и трубную решетку 1 с образованием общей ванны 10. Одновременно копирующие ролики горелок (не показаны) касаются теплоотводящих заглушек 3 (которые являются кроме того шаблонами) и начинают двигаться по их поверхности,обеспечивая копирование дугами 5 и 6 сваривае мой поверхности. В результате эжого дуги 5 и 6 разделяются и управляемые копирными роликами начинают двигаться независимо дург от друга по самосто ятельным траекториям. Дуга 5 заваривает сварной шов 7, а дуга 6 — сварной шов 8. В процессе укладки этих швов дуги 5 и 6 приходят в положение

11, где они снова образуЮт общую сва= рочную ванну и заканчивают заварку стыка, при этом копирные ролики выхо дят иэ.контакта с шаблоном и дуги 5 и 6 устанавливаются на первоначально выбранном расстоянии друг от.друга.

:На скорости Vce дуги 5 и 6 заваривают шов 12 и начинают следующий цикл сварки.

В процессе сварки следует учитывать, что при копировании дугами ,5 и 6 криволинейного свариваемого стыка линейная скорость движения дуг

5 и 6 изменяется для того, чтобы сохранить неизменной погонную энергию сварки, при осуществлении способа это изменение учитывают, используя известные для этого устройства.

В случае, когда на перемычках не требуется полного проплавления решет ки, процесс с расплавлением электродной проволоки происходит только при наложении палукольцевых швов вокруг . труб,на перемычках расплавления металла нет, а горят лишь дежурные дуги (фиг. 5), t:

Пример.Сваривают трубы с трубными решетками из стали Ст Зсп. Размер труб: ф16х1,6 мм,толщина трубной дос ки 4 мм. Сварку производят на сварочной установке CA-200 с применением источника питания ТИР-200 В. Предварительно выполняют сборку труб с трУбной доской и теплоотводящими элементами в виде конических медных пробок и фиксацию заготовки между передней и задней бабками установки. Электроды устанавливают в плоскости, перпендикулярной направлению сварки на расстоянии 12 мм и под углом 15 один от другого .

Далее одновременно возбуждают две дуги и включают перемещение каретки с горелками. Скорость подачи электродной проволоки при.укладке шва по перемычке составляет 120 м/ч. Скорость перемещения каретки со сварочными горелками при этом составляет

1007ВВ1

40 м/ч. При попадании дуг на стык труб с трубной доской скорость перемещения каретки изменяется в следующих пределах: при движении дуг на теплоотводящий элемент в момент касания дугами торцов трубки она уменьшилась до 20 м/ч далее плавно увеличилась до 40 м/ч при движении дуг от теплоотводящего эаемента— плавно уменьшалась до 20 м/ч в момент схождения дуг и увеличивалась до 10 .40 м/ч на перемычке.

После сварки образцы подвергали внешнему осмотру и металлографическим, исследованиям Качество формирования н защита шва бйли хорошие, Недплавлений, пор, неметаллических йключений не обнаружено по сравнению со способом полуавтоматической сварки в среде СО,.широко используемых при сварке труб с трубными решетками.

Применение способа при высоком качестве швов позволяет увеличить также и производительность процесса сварки. Например, при сварке трубных решеток калориферов полуавтоматом с плавящимся электродом время, затрачиваемое на сварку одной решетки составляет 1,345 ч, пред)?агаемый ,,же способ позволяет совершить свар ку за время,в 2,1 р".ýa меньшее.

1007881

Составитель В. Томбулатов

Редактор И.Ковальчук Техред N.Êîñòèê Корректор С.Шекмар

Подписное

Заказ 2202/16 .Тираж 1104

ВНИИПИ,Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4