Способ дуговой многопроходной сварки неповоротных стыков труб

 

1. СПОСОБ ДУГОВОЙ МНОГОПРОХОДНОЙ СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ ТРУБ без скоса кромок неплавящимся электродом в защитных газах без подачи присадочной проволоки, при ко .тором сварочный проход производят ЗСЕСОШВНАЯ ПАТЕНТНО- ч f| 7ЕХН1 5 С А: БМБййСтеКД ,. с полным проплавлением стенок труб с последующим вьшолнением автоопрессовочных проходов с неполным проплавлением , отл и -чающийся тем, что, с целью повьшения качества соединения труб толщиной стенки более 4 мм, перед выполнением сварочного прохода выполняют не менее двух дополнительных проходов с неполным проплавлением, при этом дугу вначале располагают по центру стыка в потолочном положении, а затем смещают дугу от центра стыка на кромки при-переходе дуги в нижнее положение на 40-80% ширины шва сварочного прохода, а при выполнении сварочного прохода в потолочном положении ся погоннзто энергию дуги увеличивают на 30-50% по сравнению с погонной энергией дуги при выполнении этого прохода в нижнем положении. со ел i4 |

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(ski В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3670308/25-27 (22) 09.12.83 (46) 07.03.85. Бюл. Ф 9 (72) IO,С.Ищенко, В.А.Букаров, В.В.Рощин и Н.А.Фролова

{53) 621.791. 753(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 270153, кл. В 23 К 9/16, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР, по заявке Р 3387687/25-27, кл. В 23 К 9/16, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 212409, кл. В 23 К 9/16, 1964 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ЛУГОВОЙ МНОГОПРОХОДНОЙ СВАРКИ НЕПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ

ТРУБ без скоса кромок неплавящимся электродом в защитных газах без подачи присадочной проволоки, при котором сварочный проход производят

„„SU„„1143547 с полным проплавлением стенок труб с последующим выполнением автоопрессовочных проходов с неполным проплавлением, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения труб толщиной стенки более 4 мм, перед выполнением сварочного прохода выполняют не менее двух дополнительных проходов с неполным проплавлением, при этом дугу вначале располагают по центру стыка в потолочном положении, а затем смещают дугу от центра стыка на кромки при-переходе дуги в нижнее положение на 40-80% ширины шва сварочного прохода, а при выполнении сварочного прохода в потолочном положении погонную-энергию дуги увеличивают на 30-507 по сравнению с погонной энергией дуги при выполнении этого прохода в нижнем положении.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что при выполнении автоопрессовочных проходов при сварке в нижнем положении ду1143547 гу располагают rro центру стыка и затем смещают ее на кромки при сварке в потолочном положении.

Изобретение относится к способам. сварки неплавящимся электродом неповоротных стыков труб с толщиной стенки более 4 мм, преимущественно без присадочной проволоки, и может найти применение в судостроительной, энергетической, авиационной и других отраслях народного хозяйства..

При сварке ответственных конструкций в указанных отраслях народного 1О хозяйства повышенные требования

I предъявляются к качеству сварного соединения и к геометрическим размерам шва. Поэтому при сварке неповоротных стыков труб используют раз- $5 личные приемы ведения процесса для обеспечения необходимой геометрии шва и его качества..

Известен способ дуговой многопроходной сварки, при котором свар- 2р ку выполняют на неизменном режиме, обеспечивающем неполное проплавление нри первом проходе с полным проплавлением и образованием усиления шва при последующих проходах 1 2

Недостатком способа является неi .стабилъная и неравномерная геометрия шва при сварке труб с толщиной стенки более 2 мм и диаметром более 40, мм. .30 . Известен способ многопроходной сварки стыков труб, при котором пе-, рнметр трубы разбивают на отдельные участки и на каждом участке первый проход выполняют с неполным проплавлением, а при последующих про"

3S ходах проплавляют стенку трубы и образуют усиление j21.

Недостатками данного способа являются неравномерность геометрических размеров шва внутри трубы и сложность осущест процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ дуговой многопроходной сварки непо3 воротных стыков труб, при котором сварочный проход ведут с полньич проплавлением стенок труб с последующим выполнением автоопрессовочных проходов с неполным проплавлением стенок труб (3).

Недостатками известного способа являются неравномерность геометрических размеров шва внутри трубы в различныс пространственных положениях и олучеиие некачественного соединения .при толщине стенки более 4 мм., Цель изобретения — повышение качества соединения труб с толщиной стенки более 4 мм.

Поставленная цель достигается тем, что. согласно способу дуговой многопроходной сварки неповоротных. стыков труб беэ скоса кромок неплавящимся электродом в защитных газах беэ подачи .присадочной проволоки, при котором сварочный проход производят с проплавлением стенок труб с последующим выполнением автоопрессовочных проходов с неполным ,проплавлением стенок труб, перед выполнением сварочного прохода выполняют не менее двух дополнительных проходов с неполным проплавлением, при этом дугу вначале располагают по центру стыка при сварке в потолочном положении,а затем смещают дугу от цейтра стыка на.кромки прн переходе дуги в нижнее положение на 40-80Х ширины сварочного прохода, а при выполнении сварочного прохода в потолочном положении погонную энергию дуги увеличивают на 30-50Х по сравнению с погонной энергией дуги при выполнении этого прохода в нижнем положении.

При выполнении автоопрессовочных— проходов при сварке в нижнем положении дугу располагают по центру стыка

1143 и затем смещают ее на кромки при сварке в потолочном положении.

Такое выполнение сварки неповоротного стыка создает условия получения необходимых поверхностей жидкой 5 ванны в нижнем и потолочном положениях, способствующих лучшему удержанию ванны и качественному формированию шва с получением требуемой геометрии.. 10

На фиг.1 показана схема выполнения дополнительных проходов с неполнмк проплавлением; на фиг.2 — схема выполнения сварочного прохода; на фиг.З и 4 - схема выполнения. авто- 15 опрессовочных проходов; на фиг.5— циклограмма режима сварки в зависимости от пространственного положения дуги.

Способ дуговой многопроходной 20 сварки осуществляют следующим образом.

Трубы 1 и 2 стыкуют.беэ образования зазора и прихватывают. Электрод 3 устанавливают в потолочном 25 ноложении по центру стыка 4. Зажигают дугу 5 между электродом 3 и трубами 1,2 и начинают выполнение дополнительньй проходов 6 на режиме, обеспечивающем неполное проплав- 30 ление толщины д" "стенки труб 1 и 2.

При: этом s потолочном:положении дугу 5 пераиещают по центру стыка 4 с постепенным смещением дуги 5 на кромку трубы 1 по программе в зависимости от пространственного положения дуги.или за счет наклона планшайбы. Выполняют непрерывно по крайней мере два дополнительных прохода 6, затем дополнительные про- 40 ходы 7 со смещением дуги 5 B нижнем полсаении на трубу 2, Полная глубина проплавления h от выполнения до-. полнительных проходов не должна пре. вышать 3/4 толщины d"стенки труб 1 и 2. Количество дополнительных проходов выбирают из условия получения высоты,Ь усиления шва в никнем положении от дополнительных проходов величиной (0,15-0,2) d", обеспечивающих при последующем сварочном проходе 8 необходимую величину силы поверхностного натяжения ванны, удерживающей ванну от провксаиия в нижнем положении. Дополнительные про- 55 ходы, 6 и 7 смещают ири сварке в нижнем положении на кромки труб соответственно 1 и 2 на величину Н от ли547 4 нии стыка 4, значение которой выбирают равной 40-803 ширины шва при выполнении сварочного прохода 8. При смещении на величину Н менее 0,4 В швы дополнительных проходов 6 и 7 значительно перекрывают друг друга и существенно уменьшают силу поверхностного натяжения наружной поверхности ванны при сварочном проходе 8, что приводит к недопустимому провисанию шва внутри трубы. При смещении Н, большем 0,8 В, швы от дополнительных проходов 6 и 7 практически не переплавляются сварочным проходом 8, что также существенно снижает силу поверхностного натяжения ванны и увеличивает провисание шва внутри трубы. При выполнении допол нительных проходов в потолочном положении по центру стыка 4 получают. общую ширину шва, практически равную ширине В сварочного прохода, что обеспечивает максимальную силу поверхностного натяжения наружной поверхности ванны и минимальное провисание шва внутри трубы. После выполнения дополнительных проходов

6 и 7 электрод 3 располагают по центру стыка 4 и выполняют сварочный проход 8 на режиме, обеспечивающем полное проплавление толщины .с " стенки труб 1 и 2. При этом при сварке в потолочном положении погонную энергию о /gg увеличивают на 30-5GX

f Ф по сравнению с погонной энергией г Vñâé в нижнем положении (фиг.53.

Увеличение погонной энергии обусловлено увеличением толщины стенки труб 1 и 2 в центре стыка за счет дополнительных проходов 6 и 7. Увеличение погонной энергии менее чем на 303 приводит к нестабильному проплавленйю стенки труб в потолочном положении, а свыше 50K — к черезмерному увеличению обьема сварочной ванны и некачественному формированию шва. После выполнения сварочного прохода сваренный стык 4 охлаждают и начинают выполнение автоопрессовочнык проходов 9. При этом в нижнем положении электрод 3 устанавливвют по центру шва 8 и прн подходе к потолочному положению смещают электрод 3 на края maa 8, обеспечивая тем самым практически одинаковые размеры поверхности шва (В и

h„) ° Автоопрессовочные проходы можно выполнять с колебаниями дуги 4, 1143547

10 тогда смещать электрод 3 на края шва

8 нет необходимости.

Способ осуществляют следующим образом.

Способ осуществляют при сварке неповоротных стыков труб размером

6 42 5,3 мм из стали 12Х18Н10Т Используют трубосварочную головку

ОБА-3. Сварку проводят в импульсном режиме от источника питания ТИР300 ДМ. В качестве электрода применяют пруток из лантанированного вольфрама 9 3 мм, заточенный под углом 30 с притуплением 0,5 мм. Для защиты электрода и сварного шва ис- 15 пользуют аргон. Предварительно планшайбу устанавливают таким образом, чтобы электрод обеспечивал наложение дополнительных проходов с отклонением от стыка в нижнем положении 20 на 3 мм, т.е. 0,6 В, где В=5 мм ширина сварочного шва. При этом обеспечивают два дополнительных прохода на каждой кромке.

Режим дополнительных проходов: 25

1„=70 А; I р1,=30 А; tq=0,9 с;

=0,6 с; V=3 5 м/ч; Ig=1 2 мм.

После выполнения дополнительных проходов усиление шва составляет в нижнем положении 0,9-1,0 мм и 1,5 30 в потолочном положении. Затем электрод устанавливают над стыком и выполняют сварочный проход с полным пр опла вл е кием. P ежим с варки: для оложения I 90 А I <@

= 30 А; t„=9,9 с; с,=0,6 с; U =

3,5 м/ч, для потолочного положения 1 =120 А, остальные параметры режима те же.

После сварочного прохода шов имеет усиление снаружи и внутри трубы.

Размеры усиления в нижнем положении составляют 0,5-0,6 мм внутри трубы, в потолочном положении 0„10,3 внутри трубы. Затем выполняют два автоопрессовочных прохода на режиме: I=100 А, остальные параметры те же. Геометрические размеры шва во всех положениях соответствуют требованиям правил контроля.

Применение предлагаемого способа дуговой многопроходной сварки неповоротных стыков труб позволяет уве» личить толщину стенок, свариваемых без разделки кромок, до 10 мм без усложнения трубосварочных автоматов, обеспечивает высокое качество сварных соединений и стабильность геометрических размеров на всех участках неповоротного стыка.

1143547

1143547

Составитель А.Пастухов

Редактор Е.Лушникова Техр ед С. Мигунова

Корректор M.Ðoçìàí

Подписное

Филиал ППП "Патент", г ° уж р д, ул. Проектная, 4

Заказ 81 5/! 2 Тираж 1086

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4I5