Способ электродуговой сварки

Способ электродуговой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советск их

Соцмалистическик

Республик

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii,743810 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлеио06.03.78 (21)2587946/25-27 (5l)M. Кл.

В 23 К 9/18 с присоединением заявки,%—

Гасудерстевииый камитет

СССР (23) Приоритет ао делам иэебретеиий и открытий (53) УДК 621.791. .755(088.8) Опубликовано 30,06,80. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 03.07.80 (72) Авторы изобретения

Е, И. Егоров и А. Г. Меркулов (71) Заявитель

Новосибирский инженерно-строительный институт им. В. В. Куйбышева (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ CBA РКИ

Изобретение относится к алектродуговой сварке сплавов с применением порошкообразного присадочного металла (ППМ) в виде металлических порошков, опилок, рубленой проволоки и т.д., преимушественно к автоматической сварке сталей под флюсом.

Известен способ электродуговой сварки, при котором в зазор между листами

IIoElEGoT порошкообразный присадочный металл 11) .

Недостатками его являются неравномерность проплавления ППМ по длине и высоте шва, недостаточная эффективность использования тепла, сварочной дуги, сни15 жение глубины провара и производительности и качества сварки из-за образования непроваров, подрезов и прожогов.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому аффекту к изобретению является способ алектродуговой сварки, при котором свариваемые листы укладывают на подкладку с канавкой, ко,торую заполняют подкладочньм флюсом, а

2 в зазор между свариваемыми листами помешают порошкообразный присадочный металл, который располагают слоями, состоящими из частиц одной величины. причем размер частиц каждого последуюшего слоя увеличивают по мере удаления от корневой части зазора 12 1 .

Недостатками этого способа являются неравномерность нагрева металла соединения по его высоте, низкая производительность и качество соединения иэ-эа образования дефектов шва.

Бель изобретения - повышение производительности и качества путем обеспечения равномерности нагрева металла соединения по его высоте, и увеличения количества тепла в корне шва.

Поставленная цель достигается тем, что в корневую часть зазора, в канавку подкладки и в верхний слой подкладочного флюса, обрашенный к свариваемым листам, помешают экзотермическую смесь, а в каждый слой порошкообраэного присадоч ного металла, кроме положенного у вео43810 ф

5 !.0

3 7 шинаi, 3EE:3opo) вводят возрастаюгцаэ по мРре приближения и корневой части зазора ксм ичество вышеупомянутой экзотермйческой смеси, состоящей из окисла металла с малым сродством к кислороду, элемента восстановителя и шлакообразукияй добавки, Порошкообразный присадочный металл перед послойной засыпкой и зазор подогревоют до температур, возрастающих в направлении слоев металла, которые укплдьувают в корневой части зазора, причем максимальную температуру подогрева принимают меньше температуры самовозгорания экзотермической смеси, а после засыпки присадочный металл уплотняют кратковременной вибрацией с дополнительной подпрессовкой его со стороны вершины зазораа»

Таким образом, в предлагаемом способе дополпительпо включены следующие операции.

В ППМ каждого слоя вводится изотермическая смесь (ЭТС), состоящая пз окисла металла с малым сродством к кислороqy (железо, марганец, никель, хром и т.а.), .элемента восстановителя (апюмиппй, мат ний, титан н т.д.) и шлакообразующей добавки (криолит, плавиковый шлат, фторпды щелочных металлов и т.а;,), количество которой в слоях увеличивается по мере приближения последних к кор по сварного шва.

Для устранения пеироваров в корне шва в нижшою часть зазора помещается сосредоточенная порция ЭТС. Часть этой порции располагается непосредственно в канавке подкладки и вводится в верхний слой подкладочного флюса, что улучшает качество обратной стороны шва прп односторонней сварке.

ППМ каждого слоя перед засыпкой нагревается до температуры ниже начала самовозгорания ЭТС и возрастающей по мере приближения слоя к корню шва, После засыпки ППМ уплотняется в зазоре кратковременной вибрацией с дополнительной посшрессовкой сверху, Режим сварочной дуги, количество вводимого в зазор ППМ, содержание в каждом слое ЭТС, вес сосредоточенной порции смеси в нижней части разделки, в канавке подкладки и в подкладочном фшосе, температуры подогрева отдельных слоев ППМ, про должитепьност ь и частоту вибрации Выбирают таким образом, чтобы температура совместного нагрева металла дугой, экзо-тическими реакциями и предварительпым нагревом по всему сечению шва была выше температуры плавления основного и присааочного металла и обеспечивала уда.ление из зоны сварки образующих шлаков, повышение производительности и качества сварных швов, Пример, По преалагаемому способу проводят опытные серии автоматической сварки листов из малоуглероаистой стали

ВСт,Зсп 4 с толщиной 12-40 мм под флюсом АН-348А, электродной проволокой

Св-08 ГА 9 4 мм на сварочном тракторе

АД С-1 000-2.

Сварка осущесгвляется авумя методами . на флюсовой подушке и на стальной подкладке, беэ скоса кромок у листов при зазоре межау ними 7-11 мм.

Толщина одного слоя ППМ принимает ся равной 4 мм, а количество слоев опредепяется толщиной свариваемых листов, Так, например, при толщине листов 16 мм зазор засыпается в 4 слоя. В первый (нижний) слой помещается крупка из проволоки СВ-08А 6 0,8 мм, во второй—

6 1 2 мм, в третий - 6 1 6 мм и четвер-тый - 6 2 мм при name столбиков, равной диаметру цроволоки.

В ППМ вводится ЭТС, состоящая из алюминия 73 4/ железной окали

HbI (с кислородным балансом 26,2%), 4% криопита и 1% плавикового шпата. В первый слой ЭТС вводится в количестве 15%, во второй слой — 10% и в третий слой5% к весу слоя. Кроме того, на дне еезора помещается сосредоточенная порция смеси весом 60 г на погонный метр шва, из которой 15 г/м помещается в канавке подкладки, 15 г/м - в верхнем слое поакпадочного флюса, а остальное - на дне зазора.

Перед засьшкой ППМ подогревается в муфеле: первый слой до температуры

1200 С, второй слой - 1000 С и тра тий спой - 400 С. Верхний слой не подогревается и в него не вводится экзотермическая смесь.

После засыпки известным наружным вибратором с приставкой для уплотнения производится уплотнение ППМ в зазоре

50 вибрацией с последующей подпрессовкой сверху.

В таблице приведены данные о температуре нагрева ППМ на разной глубине в С (3=700 А, U 36В, Ч в=1 2,5м/ч, зазор 8 1 0 мм), 743810

Предлагаемый спосрб

)1 зве стн ый способ

Глубина, Предваритещ ный подогрев

Нагрев Вкэотер мяч &» ской реахцией

Общая темпе» ра тура

6114

4437

6114

4437

0,2

0,4

400

2820

2385

2385

0,6

16 23

2070

1623

40О

0,8

1000

1577

1,2

1538

1ОО

1200

162

1592

23О

1,6

1/се LL

Е ?à,„Е

ЕУЛ Еа.

Температура нагрева металла дугой на глубине г-, см определяется по схеме квазистационарного поля для полубесконечного тела и кругового распределенного источника тепла ППМ, расположенный в зазоре при этом считается монолитным. где < — тепловой поток дуги, кал/с;

V

Как видно из таблицы, глубина проплав пения ППМ при данном режиме в известном способе составляет примерно 8-9мм, что заставляет при сварке листов с толшиной 16 мм увеличивать силу тока на

40-70%, либо прибегать к двусторонней и многопроходной сварке.

В предложенном способе глубина проплавления на том же режиме составляет

16-17 мм; что позволяет производить однопроходную сварку листов с толщиной

16 мм при одновременном увеличении скорости сварки на 30-50%, а в случае увеличения силы сварочного тока до 9001 10ОА,. производить однопроходную сварку листов стапи с толщиной 20 мм и более.

Производительность наплавки повышается до 29-30 кг/ч по сравнению с 20-20

22 кг/ч в известном способе и 10- 11к/ч при обычной сварке под флюсом без ввепения ППМ.

Использование предлагаемого способа

25 сварки, повышая ее производительность, уменьшает не только основное время сварки, но и вспомогательное время, например время -на установку автомата, зарядку проВОлОки, флюса, Очистку ШВОВ оТ флюса и

III JIGK а, пОскОЛ ьку число IIpoxoIIDB ЛО сраВ

Зо нению с известным способом уменьшается.

Предварительный подогрев ППМ благоприятно и многосторонне влияет на процесс сварки: уменьшает время, необходимое для расплавления ППМ, повышает рав35 номерность нагрева металла по высоте и сечению шва, интенсивность протекания экзотермических реакций. Следует учесть, что тепловые потери при нагреве ППМ в

40 муфеле обычно меньше, чем тепловые потери на излучение, через флюс и металл изделия при непосредственном нагреве

ППМ дугой.

Использование ЭТС в предложенном

45 способе не только интенсифицирует процесс сварки, но и создает дополнительную возможность для его регулирования. Так, например, сосредоточенная порция ЭТС, помешаемая на дне зазора, в канавке подкладки и частично в подкладочном флюсе, 50 не только увеличивает теплообразование в нижней наиболее ответственной части соединения, повышая тем самым равномерность нагрева металла по высоте, но и способствует лучшему формированию корня

55 шва и его обратного валика при односторонней сварке.

Уплотнение ППМ в зазоре кратковременной вибрацией и подл рессовкой свер7 7438 ху увеличивает количество ППМ, которое можно поместить в зазоре и сокращает при этом расход электродной проволоки на погонный метр сварного шва.

Все это вместе взятое улучшает тех5 нологические и энергетические характеристикии сварочного процесса. 1: .формул а изоб ретения що

1. Способ електродуговой сварки, при котором свариваемые листы укладывают на подкладку с канавкой, которую заполняют подкладочным флюсом, а в зазор между свариваемыми листами помещают порошкообразный присадочный металл, который располагают слоями, состоящими из чаотиц одной величины, причем размер частиц каждого последующего слоя увеличивают цо мере удаления от корневой части . зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества путем обеспечения равномерности нагрева металла соединения по его высоте, и увеличения. количества тепла в корне шва, в корневую часть зазора, в канавку подкладки и в верхний слой подключенного флюса, обращенный к свариваемым листам, помещают экзотермическую смесь, Зо а в каждый слой порошкообразного приса10 8 дочного металла, кроме расположенного у вершины зазора, вводят возрастающее по мере приближения к корневой части зазора количество вышеупомянутой; экэотермнческой смеси, состоящей иэ окисла металла с малым сродством к кислороду, елемента восстановителя и шлакообразующей добавки, 2. Способ по и, 1, о т л и ч а ю « шийся тем, что порошкообрвзный присадочный металл перед послойной засыпкой в зазор подогревают llo температур, возрастающих в направлении слоев металла, которые укладывают в корневой части зазора, причем максимальную температуру подогрева принимают меньше температуры самовозгорания экэотермической смеси, а после засыпки присадочный металл уплотняют кратковременной вибрацией с дополнительной подпрессовкой его со стороны вершины зазора.

И сточники информ ации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ивочкин И. И. Теоретические основы и перспективы применения порошкообразного присадочного металла в электросварке плавлением. Сб. "Монтажные работы в строительстве", Труды ВНИИ монтажспецстроя, вып. 1У, М., 1970, с, 176-"178.

2. Авторское свидетельство СССР

М 409805, кл. В 23 К 9/00, 1974.

Составитель Н. Рощупкин

Редактор Л. Алексеенко Техред О. Легеза Корректор В. Вутяга

Заказ 3750/3 Тираж 1160 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскas наб., n. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород ул. Проектная, 4