Способ дуговой сварки

Способ дуговой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

",Л "- 1 .; .. ),1,; т, Oil#ÑÀÍÈÅ 791483

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф

I г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 02.08.78 (21) 2654169/25-27 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 23. К 9/02

Государственный комитет ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.12.80. Бюллетень .% 48 (53) УДК 621.791..75 (088.8) Дата опубликования описания 30.12.80 (72) Авторы изобретения

В. Л. Березин, А. Ф. Суворов и А. С. Козлов

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности имени И. М. Губкина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к области дутовои сварки неповоротных стыков труб плавящимся электродом с принудительным формированием шва.

Применение способов принудительного формирования для сварки неповоротных стыков труб связано с трудностями обеспечения качественного проплавлеиия "нижних" кромок в потолочном и нижнем положениях. Так,например, на потолочном участке стыка расплавленный металл значительно растекается по наружному формирующему устройству и в условиях интенсивного теплоотвода зкранирует близлежащие кромки от тепла сварочной дуги с образованием в дальнейшем их локального непровара

Регулирование теплового состояния водоох- . лаждаемых формирующих устроиств в известном температурном диапазоне /О (t(100 С/ не может сколько-нибудь существенно повлиять на условия проплавления кромок и кристал-„ лизацию металла сварочной ванны вблизи границы контакта с формирующим устройством.

Известен способ дуговой сварки (1);. при котором производят охлаждение зоны сварки и

2 с целью повышения качества сварки кольцевого стыка плавно изменяют интенсивность теплоотвода в зависимости от положения ванны в пространстве. С помощью этого способа можно эффективно регулировать интенсивность теплоотвода. из зоны сварки в основной металл и изменять величину проплавления одновременно по всему сечению шва.

Недостатком этого способа является невозможность локального регулирования интенсивности теплоотвода в поперечном сечении ванны и обеспечение качественного проплавления кромок при сварке неповоротного стыка труб с принудительным формированием шва.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что теплоотвод осуществляют формирующим ползуном с развитой наружной поверхностью, при этом иа участке стыка от вертикального до нижнего производят дополнительный теплоотвод циркуляцией воды в ползуне.

На фиг. 1 схематично изображен процесс формирования и охлаждения сварочной ванньг;

791483

Данный способ может быть осуществлен с помощью устройства. которое представляет собой медный ползун, выполненный в виде корпуса 1 с полостью 2, подключенной к источнику циркулирующей воды. На рабочей поверхности ползуна имеется углубление 3 по всей длине с некоторой кривизной для формирова- 30 ния наружной поверхности шва 4. В случае использования ползуна для формирования многослойного шва его рабочая поверхность должна иметь выступ высотой, равной толщине последующего слоя. Наружная поверхность ползуна 35 выполнена в виде системы радиаторных ребер 5, которые охлаждаются посредством свободной или вынужденной конвекции воздуха.

Тепловой поток, отводимый формирующим устройством, подсчитывается по следующему 40 выражению:

1 — 2 (+a "t (ti — tnt ) uzFz (t

F1 ползуном; на фиг. 2 — зависимости теплового потока О, отводимого иэ зоны сварки через формирующее устройство, охлаждаемое воздухом или водой, от сварочного тока 3,„; на фиг. 3— кривые зависимости увеличения площади проплавления основного металла при использовании формирующего устройства с воздушным охлаждением по сравнению с водяным охлаждением.

Процесс сварки кольцевого стыка труб про- l0 изводится снизу вверх с использованием наружного формирующего устройства, контактиру; ющего с расплавленным металлом и компенсирующего его вес и гидростатическое давление на всем протяжении сварки. 15

Для обеспечения качественного проплавления кромок формирование сварочной ванны на участке стыка от потолочного до вертикального осуществляется через ползун в режиме воздушного охлаждения, а на участке от вертикаль- 20 ного до нижнего в режиме водяного охлаждеHH H.. т „— температура поверхности ползуна по границе с расплавленным металлом; — температура на охлаждаемой поверхности ползуна; — температура воздуха или воды вблизи охлаждаемой поверхности ползуна.

На фиг. 2 кривые 6-а и б-б и б-в изображают зависимости тепловото потока, отводимого из зоны сварки через формирующее устройство, охлаждаемое в спокойном воздухе, с общей площадью радиаторных ребер, равной соответственно 2,4 и 6 х 10 (М ), от сварочного тока J, кривая 7 — зависимость теплового потока, отводимого из зоны сварки через формирующее устройство, охлаждаемое циркулирующей водой.

Из графика (кривые б-а, б-б, 6-в и 7) следует, что интенсивность теплового потока, отводимого формирующим устройством, в режиме воздушного охлаждения, во всем диапазоне сварочного тока значительно ниже интенсивного теплового потока, отводимого устройством в режиме водяного охлаждения, что подтверждает правильность приведенного выражения, по которому значение теплового потока с понижением теплоотдачи охлаждаемой поверхности и вызываемым при этом повышением температурного состояния формирующего устройства с одновременным снижением коэффициента теплоотдачи а, награнице расплавленный металл — полэун, резко уменьшается.

Выбор размеров системы радиаторных ребер должен быть согласован с температурным состоянием формирующего устройства, так как максимальная температура медного ползуна не может превышать 900 - 1000 С, что обусловлено условием сохранения его механической прочности. Так, кривые б-а и б-б, иэображаюшие зависимости теплового потока, отводимого формирующим устройством в режиме воздушного охлаждения, показывают предельную возмох..ность использования свободного воздушного охлаждения для конкретных величин сварочного тока и площади радиаторных ребер.

Однако суммарная плошадь радиаторных ребер может быть уменьшена эа счет использования вынужденного воздушного охлаждения, приводящего к снижению температуры охлаждаемой поверхности формирующего устройства.

Наблюдаемое понижение теплового потока, отводимого формирующим устройством в режиме воздушного охлаждения,-позволяет более эффективно испольэовать тепловую энергию сварочной дуги, выделяющуюся в плавильном пространстве при формировании сварочной ван. ны. Это приводит к увеличению площади про791483 плавления основного металла вблизи контакта с формирующей поверхностью устройства (см. фиг, 3) и устранению дефектов, связанных с непроваром нижних кромок при сварке стыка на участке от потолочного до вертикального, Кривые З-а, 8-б, 8-в изображают зависимости увеличения плошади проплавлення основного металла при использовании формирующего устройства в режиме свободного воздушного охлаждения с суммарной поверхностью радиаторных ребер, равной соответственно

2,4 и б х 10 (М ). Согласно приведенным зависимостям площадь проплавления свариваемого металла возрастает с уменьшением поверхности радиаторных ребер, что полностью согласуется с ранее изложенными положениями.

Использование предлагаемого способа дуговой сварки и устройства для его реализации позволяет обеспечить высокое качество шва по всему периметру кольцевого стыка в широком диапазоне сварочного тока.

Формула изобретения

Способ дуговой сварки неповоротных стыков труб, при котором регулируют интенсивность теплоотвода из зоны сварки в зависимости от положения сварочной ванны в пространстве, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, теплоотвод осуществляют формирующим ползуном с развитой наружной поверхностью, при этом на участке стыка от вертикального до нижнего производят дополнительный теплоотвод д циркуляцией воды в ползуне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 547307, кл. В 23 К 9/00, 1975.

791483

Ц, кбт.

8Ю Igg, А

I cg,, А

Составитель И, Ермишина

Техред М. Табакович Корректор О. Билак

Редактор Т. Морозова

Заказ 9350/11

Тираж 11бО

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раунтская наб., д, 4/5

Подписное

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