Способ электрошлаковой сварки

Способ электрошлаковой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски в

Социвпистичесиик

Респубпии

ОП ИСАНИЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ

<и 854650 (51) Дополнительное к авт. свив-ву(22) Заявлено 09.04. 79 (21) 2751159/25-27 с присоединением заявки 1тв— (23) П риоритет— (Sl)N. Кл.

В 23 К 25/00 йвудврстевввы6 квинтет

ФССУ ав «вава квв4увтевк1 и втврыткв

Опубликовано 15.08. 81. Бюллетень М 30

Дата опубликования описания 17 08 81 (S3) УДК б21.791 ° .793.037 (088. 8 ) (72) Авторы изобретения

Н.М. Трофимов, И.Б. Рощин и Д.И, Жанйьев

Научно-производственное объединение по технологии машиностроения "ЦНИИТИАШ™ (71) Эаявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварке, в частности к способам электрошлаковой сварки плавящимся электродом, и может быть использовано для сварки металлов больших толщин.

Известен способ электрошлаковой сварки плавящимся электродом, при котором осуществляют программное регулирование изменений тока, напряжения, скорости сварки, глубины шлаковой ваннь1 jl).

10 .Недостатком этого способа является то, что.стабилизация скорости сварки не может быть осуществлена в условиях переменного сечения зазора, !

5 так как заданная программа не может предусмотреть всех изменений сварочного зазора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ электрошлаковой сварки плавящимся электродом, при котором электрод подают в сварочный зазор и изменяют скорость его подачи в шлаковую ванну в зависимости от площади поперечного сечения зазора.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения.

Цель достигается тем, что согласно способу электрошлаковой сварки плавящимся электродом, при котором электрод подают в сварочный зазор и изменяют скорость его подачи в шлаковую ванну в зависимости от площади поперечного сечения зазора, в каждый момент изменения скорости подачи электрода производят изменение сварочного напряжения в зависимости от изменения площади поперечного сечения зазора на уровне шлаковой ванны по условию О Ц ЕЖ„ ., P ГЕэ КПЕ F y-ЕЩ со 9 где U — изменяемое напряжение сварки в; 2

Св- площадь сечения электрода.м;

650

По тепловому балансу, состоящему из расхода тепла на плавление основного и электроднбго металла, потерь на теплоотвод в массу основного металла и в формирующие ползуны, а также потерь шлаковой ванны излучением при постоянстве расхода тепла на провар кромок основного металла, постоянства потерь на теплоотвод в массу

10 основного металла и в ползуны при изменении мощности, расходуемой на плавление электрода, и мощности потерь Р по уравнениям (3 ) и (4) следует

"О|с О =Ч I со sM+

СО со

1 с у, э

30 из уравнения (5 ) для напряжения свар— ки IJ< получают условие (1 .

На фиг. 1 изображена схема сварки . о предлагаемому способу; на фиг.2сварочный зазор, вид со стороны ползуна; на фиг.З вЂ” зависимость регулирования мощности от величины зазора по предлагаемому способу.

Способ осуществляется следующим образом.

Свариваемые детали 1 (см.фиг.l и 2) устанавливают друг относительно друга с зазором 2. В нижней части соединения размещают формирующие ползуны

3 и наводят шлаковую ванну 4. В шла— ковую ванну подают посредством приво— да подачи электрод 6. Под действием ,напряжения Vg сварочного источника

7 создается металлическая ванна 8, перемещающаяся вверх со скоростью сварки МОВ. При изменении зазора вследствие нагрева и усадки кристаллизующегося металла шва скорость подачи электрода изменяют пропорцио55 нально величине сварочного зазора.

Одновременно с изменением скорости сварки электрода изменяют напряжение сварки: при увеличении зазора напряжение уменьшают, а при уменьшении

Ч =Ч,или Ч =Ч g (2» р

В Гз Э сВ F > З5 где 9q — скорость электрода, м/c)

Q — толщина свариваемых деталей, м; Ь— — ширина зазора, м.

Это условие вытекает иэ равенства необходимого и фактически подаваемого электродного металла в единицу времени. Необходимое количество электродного металла определяется произведением площади поперечного сечения на скорость сварки, а количество подаваемого металла — произведением скорости электрода на площадь его сечения.

При указанном условии изменяется мощность Рз, затрачиваемая на плавление электрода, и мощность Рк потерь ванны излучением

Р = /(Ч

3 854

à — площадь поперечного сечения зазора, k () — напряжение сварки,В>

F z — площадь зазора при расчетном (номинальном 1 зазоре,м

Чс — скорость сварки, м/с1

k>< — кЬэффициент расплавления электрода, м/сА>

Co%Ì вЂ” коэффициент мощности сварочной цепи;

)- — скрытая теплота плавления электродного металла, Втс/г — удельный вес электродного металла, г/м

3.

P — - удвльная мощность потерь излучением с поверхности шлаковой ванны, Вт/м а само изменение скорости подачи электрода осуществляют прямо пропорционально площади попере>1иого сечения зазора 12 .

Стабилизация условий кристаллизации складывается из стабилизации скорости сварки и стабилизации величины провара кромок.

Цпя стабилизации скорости сварки должно выполняться условие пропорциональности между площадью сечения зазора и скоростью подачи электрода или, при постоянной толщине свариваемых деталей по высоте, между шириной зазора и скоростью подачи электрода

+ (>(3 ЧсВ Р)(Г -F ), (5) где ? — сварочный ток при фактическом зазоре А сварочный ток при номинальСо ном зазоре, А.

Учитывая, что регулирование скорости подачи электрода сопровождает— ся пропорциональным изменением тока

5 854650 d

acz îðà увеличивают в соответствии кривыми 10 и 11, неизбежны либо с зависимостью .1) . При этом мощность черезмерное проплавление кромок — обпроцесса сварки в зависимости от ласть А, либо непровар — область величины площади сечения изменяется (фиг. 3). по кривой 9 (фиг. 3 ). Предложенная Предлагаемый способ опробован зависимость (1) находится в области, при сварке образцов размером 1000х ограниченной кривыми 10 и 11. Кривая 1000х150 мм из стали 25хНЗМФА и

10 — зависимость мощности процесса 10ГН2МФА. Образцы собирают с клиноот велйчины зазора при нерегулируе- видным зазором: .внизу 35 мм, вверху мом напряжении источника питания с 1о 50 мм. жесткой внешней вольтамперной харак- При сварке по режиму, приведентеристикой. Кривая 11 — зависимость ному в таблице, используют флюс электрических параметров процесса 48-ОФ-6 и сварочные проволоки диаот величины зазора при постоянной метром 3 мм с химическим составом, мощности источника(ОС1с = саиз<). is аналогичным составУ основного металЗа пределами области, ограниченной ла образцов.

Марки стали

Параметры режима

10ГН2МФА

25ХНЗМФА

42-46

600-480

40-44

800-650

Напряжение, В

Ток,А

Скорость сварки, м/ч

Скорость подачи проволоки м/ч

0,3

110-90

0,5

195-148

Количество электродов работ по устранению дефектов в сумме 84,7 тыс.руб.

Формула изобретения ц О hg р . > 1

С СО "cs со г где U - изменяемое напряжени сварки, 8i

ГЗ- площадь сечения электрода, м

При сварке зазор измеряют на расстоянии 50 мм от поверхности шлакоВоН ванны. Величина зазора изменяется в процессе сварки от 35 мм до 28 мм, В случае сварки образца из стали 10ГН2МФА скорость подачи электродных проволок изменяют пропорционально зазору в пределах !

95-148 м/ч, что вызывает изменение

40 тока сварки с 500 до 650 А; сварочное напряжение повышают от 40 до 44 В в соответствии с расчетной величиной по уравнению ()) .

Микро-и макроанализ структуры ме45 талла maa показывает отсутствие дефектов типа горячих трещин и постоянство провара по высоте соединения.

Таким образом, предлагаемый способ сварки обеспечивает постоянство условий кристаллизации металла шва и повышает качество сварных соединений.

Внедрение способа при изготовлении, .например корпуса парогенератора

ПГВ-1000, дает экономический эффект

Фа счет сокращения длительности из. готовления в результате сокращения

Способ электрошлаковой сварки плавящимся электродом, при котором электрод подают в сварочный зазор и изменяют скорость его подачи в шлаковую ванну в зависимости от площади поперечного сечения зазора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, в каждый момент изменения скорости подачи электрода производят изменение сварочного напряжения в зависимости от изменения площади поперечного сечения зазора на уровне шлаковой ванны по условию

854650

Чсв"пл

= canst

put, 7

<Риг3 площадь поперечного сечения зазора, м ; напряжение сварки,В площадь зазора при расчет2 ном g номинальном/ з аз ор е, м скорость сварки, м/с; коэффициент расплавления электрода, м/сА коэффициент мощйости сварочной цепи; скрытая теплота плавления электродного металла,Втс/г; удельйый вес электродного металла, г/м

P — - удельная мощность потерь с поверхности ванны иэлуче. нием, В1/м, а само изменение скорости подачи электрода осуществляют прямо пропорционально площади поперечного сечения зазора.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

И 115870, кл. В 23 К 25/00, 30.08.66.

2 ° Авторское свидетельство СССР

У 606698, кл. В 23 К 25/00, 24.07. 75.

ВНИИПИ Заказ 6576/19

Тираж 1148 Подписное

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