Способ контактной стыковой сварки оплавлением

 

СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ по авт.св. N 904938, отличающийся, тем, что, с цепью повышения качества соединений при сварке деталей со смещенными кромками свариваемах поверхностей, припуск на осадку увеличивают на 0,30 ,6 максимального смещения кромок сва риваемых торцев, причем эту величину вь1бирают тем больше, чем больше вел 1чина -заданного сварочного напряжения .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

C0LIHAЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

С

1 В

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 904938 (21) 3301232/25-27 (22) 23.03.81 (46) 07.04.83. Бюл; 13 (72) C.È.Kó÷óê-Яценко, Б.И.Казымов и В. Ф. Загадарчук (71) Ордена Ленина и ордена Трудово" го Красного Знамени институт электросварки им. E.Î.Ïàòîíà (53) 621.791.762.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР N 904938, кл. В 23 К 11/04, 1978.

„„SU„„1009673 A (54)(57) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЦКОВОЙ

СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕИ по авт.св. 1904938, отличающийся. тем, что, с целью повышения качества соединений при сварке деталей со смещенными кром-.. ками свариваемвх поверхностей, при-. пуск на осадку увеличивают на 0,30,6 максимального смещения кромок сва риваемых торцев, причем эту величину выбирают тем больше, .чем больше ве. личина .заданного сварочного напря" жения.

1009673

1 2

Настоящее изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и является усовершенствованием известного способа по авт.св.

N 904938.

Из основного авт.св. известен способ контактной стыковой сварки оплав- . деталей с совмещенными кромками лением, при котором устанавливают припуски на оплавление свариваемых. торцов изделий при заданном напря- 10 жении холостого хода и их осадку, причем припуск на осадку устанавливают в пределах 1,2-3,0 величины максимального зазора, образующегося между свариваемыми торцами изделий в 15 процессе оплавления перед осадкой 1), Этот способ позволяет получать высококачественные соединения со стабильными показателями механических свойств при условии сварки де- 20 талей с совмещенными кромками свариваемых поверхностей.

Данный способ не учитывает возможность смещений кромок свариваемых поверхностей относительно друг. друга. 25

Такие смещения могут появиться при массовом производстве сварных деталей, имеющих большую протяженность свариваемого сечения, таких, как листы, трубы большого диаметра.

При этом свойства сварных соединений при допустимых величинах смещений свариваемых кромок удовлетворяют техническим требованиям. Однако смещения Свариваемых кромок могут оказать

35 влияние не только на свойства соединений,но и на характер процесса оплавлеЪ. ния. В результате при сварке деталей со смещенными кромками с припуском на осадку, установленном по извесь- 40 ному способу сварки, в сварном соеди нении могут появиться дефекты типа различных непроваров. тактов. Теплоотвод во внутренние кромки меньше, чем в выступающие наружные. Поэтому внутреннив кромки перегреваются, и образование зазора между деталями происходит в основном за счет оплавления их металла. В результате выступающие наружные кромки превращаются в выступы, а оплавляемые,поверхности искривляются по срав нению с их положением в начальный момент оплавления. При этом искривление увеличивается по мере увеличения длительности оплавления.

При смещении в 1 мм характер оплавления мало изменяется. При больЦель изобретения - повышение ка45 чества соединений при сварке деталей со смещенными кромками.

Это достигается тем, что при контактной стыковой сварке оплавлением способом по авт.св. N 904938 припуск на осадку увеличивают на 0,3-0,6 мак50 симального смещения кромок свариваемых торцев, причем эту величину выбирают тем больше, чем больше величина заданного сварочного напряжения, Зависимость изменения величины максимального зазора от изменения величины смещения была выявлена в ре- ® зультате всестороннего исследования процесса оплавления и формирования сварного соединения.

Установлено, что. по мере увеличения смещения максимальный .зазор между свариваемыми деталями. (рис.3,б) уве- личивается по сравнению со сваркой (рис.3,а). Эта зависимость обусловлена теплофизическими явлениями „ происходящими в процессе оплавления в зазоре между деталями на участках со смещенными кромками. В этом случае выступающие участки кромок изменяют характер нагрева и разрушения образующихся контактов..Это связано с различными условиями отвода тепла от образующихся на этих участках коншем смещении происходит увеличение зазора. Зависимость между величиной смещения и увеличением максимального зазора имеет сложный характер. Для практических целей с достаточно большой точностью можно принять, что величина смещения и дополнительный прирост величины максимального зазора связаны прямо пропорциональной зависимостью.

На основании экспериментальных данных, подтвержденных металлограф ческими исследованиями и механическими испытаниями, установлено, что при сварке деталей со смещенными кромками качество соединений обеспечивается, если припуск на осадку

Ь0 задаиный по известному способу, увеличить на величину, которую определяют по максимальному смещению в пределах 0,3-0,6 его величины, причем величину йд выбирают тем больше, чем больше величина заданного сварочного напряжения, и общий припуск на осадку устанавливают равным: общ ос+ д

73 4 тем, что в данном случае не только возрастает эксплуатационная надежность сварных соединений, но и снижается вероятность образования трещин по .искривленным волокнам при за- . гибе на участках, где смещение кромок было минимальным или вообще отсутствовало.

В качестве конкретного примера выполнения предлагаемого способа мог жет служить сварка труб диаметром

1420 мм с толщиной стенки 19,5 мм.

При сварке данных труб допускается смещение .кромок до 3 мм.

Сначала определяем по известному способу припуск на осадкуЬ 1 со ответствующий сварке труб без смещения кромок. При сварке указанных труб устанавливают напряжение 0< <-1B< время оплавления to< =160 с. Спедовательно: îñ =1 «7йзмакс гдеб ц,раксимальный зазорь5«яс1кс=-7(0,022 19,5+

+0,2) =,4,403 мм,ь0с =1,7-4,403=7,485 мм, принимаем ьос =7,5 мм.

Затем определяем дополнительную величину припуска на осадку при Ьс««=

-3 мм. При 02хх =7 В+ ь* =0 ° 4 си=

=0 4 3=1 2 мм. Принимаем бд =1.5 ммТаким образом, общий припуск на осадку будет составлять: обш, Ьос+ь г Ьо5щ =7,5 + 1 «5 = 9 . ьgfù 9 мм °

На практике величина Ug g находится в пределах 3-12 В.:-Поэтому, если З2дц, — -3-5 В, тоь =ю«3ьсуи .. Если

02хх =10 12 В то ьд =0.6 ьсм

Предлагаемый способ сварки позволяет получать бездефектные соедине" ния деталей- из проката, свойства ко торых полностью отвечают требованиям, предъявляемым техническими требованиями к сварным изделиям.

Например, при испытаниях на загиб сварных соединений труб ф 1420 х х 19,5 мм из импортной стали х 60 с отдельными смещениями до 3 мм, выполненных при припуске на осадку,,равном 9 мм (определение припуска на осадку изложено выше ), угол загиба

50 загибных образцов, изготовленных из участка сварного шва протяженно=. стью 2250 мм, на котором величина отдельных смещений составляла 0-3 мм. з находился в пределах 70-180о, а среднее значение равнялось 171

Применение предлагаемого способа сварки деталей с большим развитым сечением (трубы, листы ) позволяет

3 0096

Установленная зависимость имеет место при сварке деталей любой толщины. Зто подтверждается исследованиями сварных соединений различной толщины, выполненных предлагаемым способом.

При сварке деталей с совмещенными кромками увеличение припуска на осадку увеличивает искривление полос прокатки, расположенных в зоне сварки свариваемого металла. В результате этого возможно понижение .пластичности соединений вследствие образования трещин по искривленным полосам прокатки при загибе.

При сварке деталей с одинаковым смещением кромок по всему периметру увеличение припуска на осадку на величину, равную 0,3-0,6 величины смещения, практически не увеличивает искривления полос прокатки. Это обусловлено тем, что дополнительное .увеличение припуска на осадку в основ-. ном поглощается деформацией металла внутренних кромок, зона разогрева ко- >5 торых больше, чем зона: разогрева наf ружных выступающих, кромок. При этом разогрев внутренних кромок возрастает,с увеличением смещения. Поэтому механические свойства соединений, вы-. полненных предлагаемым способом, удовлетворяют всем требованиям, включая требования по пластичности. Превышение дополнительного припуска на осадку, установленного для определенного смещения, также может вызвать снижение пластичности соединений при за-. гибе.

Однако на практике при сварке больших развитых сечений чаще всего приходится соединять, например, концы труб, кромки которых на одних участках совмещены, а на других имеют смещения различной величины. В этом случае главным требованием является получение бездефектных соединений.

Это значит, что .припуск на осадку не обходимо выбирать с учетом максимально возможного смещения.

Описываемый способ сварки обеспечивает получение бездефектных соедине ний при сварке деталей, кромки которых смещены или по всему периметру или только на отдельных его участках.

Эффективность предлагаемого способа особенно возрастает по мере повышения качества свариваемых сталей, например, при сварке теплоустойчивых труб из стали 12Х1МФ; Это связано с

5 1009673 6 сократить затраты на правку концов обеспечении необходимого качества труб вследстве снижения требований к соединения со смещением свариваемых точности геометрических размеров при кромок.

Составитель В. Чабуркин

Редактор Б. федотов Техред С. Мигунова Корректор А.ференц

Заказ 2578/8 Тираж 1104 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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