Способ дуговой сварки

 

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ, преимущественно деталей разных толщин , при котором на более тонкую деталь устанавливают теплоотводящий экран, о-тличающийся тем, что, с целью повьшения качества сварных соединений путем улучшения условия формирования шва при сварке угловых и торцовых соединений, теплоотводящий экран устанавливают с зазором к поверхности тонкостенной детали, равным 0,2-0,35 ее толщины, на одном уровне со свариваемыми кром ками. § . г ff. ysfffi) ;л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИ ИЧЕСКИХ

РЕСГЬ ВЛИ К

09) (11) (51) В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHO5hV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3ащияный ааФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3564410/25-27 (22) 06. 01. 83 (46) 30.08.84. Бюл. К 32 (72) В.С. Виноградов, В.К. Колесников

Л.Б. Рогачевский и Ю.Н. Доронин (71) Московский авиационный технологический институт им. К.Э.Циолковского (53) 691.791.75(088.8) (56) 1. Технология электрической сварки плавлением. Под ред. Б. Е. Патона. М., Машгиз, 1962, с. 176.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 186052, кл. В 23 К 9/00, 1964 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ, преимущественно деталей разных толщин, при котором на более тонкую деталь устанавливают теплоотводящий экран, о =т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем улучшения .условия формирования шва при сварке угловых и торцовых соединений, теплоотводящий экран устанавливают с зазором к поверхности тонкостенной детали, равным 0,2-0,35 ее толщины, на одном уровне со свариваемыми кром ками.

1110575

Изобретение относится к дуговой сварке неплавящимся электродом с использованием защитных газов и может быть применено в различных отраслях машиностроения (авиастрое- 5 нии, химическом машиностроении, радиопромышленности и т.д.) для сварки преимущественно разнородных сплавов на основе меди.

Известен способ дуговой сварки угловых и торцовых соединений (1 .

Получить стыковые швы таких соединений не вызывает особых затруднений, если детали имеют одинаковые физико-химические свойства, одина- 15 ковую толщину, превышающую размеры пятна нагрева источника теплоты.

Однако при сварке деталей, мате.риалы которых имеют разные физикохимические свойства и толщины, по- 20 лучить швы удовлетворительного качества известным способом не пред.ставляется возможным, так как кромки таких швов несимметричны в отношении отвода тепла. Односторонний 25 сток тепла ведет к разогреву кромки тонкой детали и ее подплавлению.

Жидкотекучий металл ванны натекает на боковую поверхность образцов, в результате чего образуются боко- З0 вые усиления шва (наплывы). Этим выз вано образование выпуклой линии сплавления металла шва с основным металлом. В итоге шов формируется с заниженным значением участка сплошности в критическом сечении, что не35 допустимо при эксплуатации изделий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к достигаемому эффекту, является способ дуго40 вой сварки деталей разных толщин, при котором на более тонкую деталь устанавливают теплоотводящий экран

I что позволяет производить сварку толстостенных деталей с тонкостенными и различной их теплопровод45 костью 52).

Однако известный способ характеризуется тем, что он совершенно непригоден к сварке угловых и торцовых соединений, а также наличием прегра- 0 ды (теплоотводящего экрана) на пути распространения газовой струи, приводящей к ее раэрушежпо, что отрицательпо сказывается на качестве защиты переплавляемого дугой метал- 55 ла и его формировании из-за дополнительной турбулизации потока при взаимодействии его с экраном.

Цель изобретения — повьшiение icaчества сварных соединений путем улучшения условий формирования шва при сварке угловых и торцовых соединений.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дуговой сварки деталей различных толщин, при котором на более тонкую деталь устанавливают теплоотводящий экран, последний устанавливают с зазором к поверхности тонкостенной детали, равным 0,2-0,35 ее толщины, на одном уровне со свариваемыми кромками,.

На чертеже представлена схема, поясняющая предлагаемый способ.

На чертеже приняты следующие обозначения: сварочная горелка t, поток 2 защитного газа; теплоотводящий экран 3, сборочно-сварочное приспособление 4; свариваемые детали

5 и 6, сварной шов 7, толщины d и

1 свариваемых деталей, участок 9 сплоц ности, Перед сваркой детали 5 и 6 собираются в сборочно-сварочном приспособлении 4. Со стороны более тонкой детали устанавливают теплоотводящий экран 3 с технологическим зазором к боковой поверхности. Величина, зазора выбирается в пределах 0,2-0,35 толщины тонкой детали. С целью благоприятного растекания потока защит;ного газа 2 необходимо, чтобы торцовые поверхности свариваемых кромок и экрана находились на одном уровне в горизонтальной плоскости.

В процессе сварки качественное фор. мирование шва 7 со стороны детали меньшей толщины достигается за счет следующих факторов: в указанном выше зазоре из-за термического расширения газа создается воздушная подушка с повышеннымдавлением,величина которого способна противодействовать силе тяжести расплавленного металла, не давая ему натекать на подплавленные кромки тонкой детали. Эластичная воздушная подушка не нарушает гидродинамическую обстановку в сварочной ванне; введение охлаждающих элементов позволяет обеспечить более бла1 гоприятную схему теплоотвода от периферийных участков ванны со стороны тонкой детали и предотвратить появление наплывов. Одновременно изме« няется и форма линии сплавления, становясь вогнутой в сторону основ1110575 л

Составитель А. Гаврилов

Редактор С. Лисина Техред Т.Маточка Корректор О. Тигор

Заказ 6237/10 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП. "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного металла, за счет чего и увеличивается участок сплошности Ь в критическом сечении; наличие такого, теплоотводящего экрана благоприятно сказывается на формировании газовой защиты.

При сварке в условиях интенсивного теплоотвода, что достигается установкой теплоотводящего экрана с плотным поджатием к кромке соединяемых деталей (в этом случае зазор равен нулю), формирование швов связано с возникновением дефектов в виде. пустот в корне шва и несплавлений с лицевой стороны из-за нарушения гидродинамической обстановки в ванне и плохого растекания металла.

При. сварке деталей в условиях, когда зазор превышает верхний предел указанного соотношения„ давление, возникающее в зазоре, оказывается недостаточным для удержания жидкого металла сварочной ванны, в результате чего боковые поверх- . ности шва выходят за пределы толщины свариваемых деталей, образуя боковые усиления (наплывы).

Пример. Способ осуществлен при сварке латуни 196 толщиной d< равной 1,6 мм с латунью ЛС59-1 толщиной 20 мм. Сварка проводилась на образцах размером 150х60 мм, которые сваривались на автомате АДСВ-2, позволяющем выполнять сварку неплавящимся электродом. Для питания дуги использовался источник с подающей вольт-амперной характеристикой

ВДУ-504. Указанные образцы сваривались на следующем режиме: сварочный ток 3 — 280-290 А; напряжение

:на дуге 13-12 В; .скорость Ч сварки10 м/ч.

Перед сваркой детали собирались в приспособление, которое обеспечивало плотное поджатие свариваемых элементов. К боковой поверхности

5 со стороны тонкой. детали устанавливали теплоотвод с технологическим зазором 0,4 мм. Сварка выполнялась в среде защитного газа — аргона с расходом 12 л/мин.

Предлагаемый способ обеспечивает не только стабильное формование шва по всей длине сварного соединения, но и благоприятно отражается на характере структуры металла шва и околошовной зоны, что подтверждается данными по изучению макро- и микроструктуры на оптическом микроскопе

МИМ-7. Применение теплоотводящих экранов способствует получению более мелкозернистой структуры металла шва и околошовной зоны, изменяется и направленность кристаллов, обеспе-.

25 чивающая меньшую склонность швов к образованию кристаллизационных трещин. Качество сварных соединений оценивали также по результатам механических испытаний на отрыв. Раз30 рушение образцов, полученных при по" мощи сварки по предлагаемому способу, происходило по основному металлу со стороны тонкой детали в отличие от образов, полученных по известному способу, где разрушение

35 происходило по шву. Способ позволяет обеспечить надежную эксплуатацию узлов, представляющих собой сочетание толстостенного фланца с тонкостенной трубой, широко применяемых в антенных устройствах в радиопромышленности.