Способ сварки кольцевых стыков многослойных обечаек

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ЗЖСОЮЗБАя

ИЛ ТЕК7. -Я P @1 þ " r P

ggg p; > Г ; й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3449137/25-27 (22) 08.06,82 (46) 07.03.85. Бюл. Р 9 (72) Ф..А.Батаногов, Ф.Н.Корнилов, Б.Г.Зисельман и R.Á.Ðîìàøåâñêèé (53) 621; 791.75(088.8) (56) 1. Хисматулин F..P. и др.

11

Особенности сварки крупногабаритных сосудов высокого давления". Сб ° научных трудов НИИХИММА1Ц, 1973, вып. 63, с. 40-43.

2. Патент СИА - 3857010, кл. 219-61, 1974.

3. Авторское. свидетельство СССР

В 246735, кл. В 23 К 31/06, 1967 (прототип}. (54)(57) 1. СПОСОБ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ

СТЫКОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБЕЧАЕК, включающий выполнение разделки кромок и

ÄÄSUÄÄ 1143553

4(с!) В 23 К 31/06, В 23 К 9 8 многослойную сварку неподвижным эг ктродом с одновременным вращением обечаек, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с ц лью обеспечения высокого качества сварного соединения, полученного сваркой под Ьлюсом, при выполнении с оев, прилегающих к кромкам обечаек, сварочной ванной пересекают по меньшей мере один слой обечайки, для чего электрод смещают от зенита по ходу вращения обечаек и наклоняют в плоскости кольцевого шва в сторону, противоположную вращению.обечаек.

2, Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что расстояние между концом электрода и торцом сва риваемого слоя обечайки принимают равным 2,0-2,5 диаметра электрода.

1 11435

Изобретение относится к технологии сварочного производства и может быть использовано при сварке плавящимся электродом кольцевых швов в узкую разделку многослойных труб и

5 сосудов высокого давления в химическом машиностроении, энергетическом, атомном машиностроении и других отраслях промышленности.

Известен способ сварки кольцевых швов крупногабаритных многослойных сосудов высокого давления, по которому перед сваркой торцы многослойных обечаек наплавляют слоем метал- . ла (11.

Недостатком способа является высокая себестоимость сосудов, связанная с дополнительной трудоемкостью по механической обработке, наплавке и контролю качества наплавленного слоя, и большим расходом свароч „ных материалов для наплавки.

Известен также способ сварки многослойных изделий путем многопроходной наплавки расплавленного металла между противоположными торцами многослойных изделий, при котором последовательные проходы выполняют под острым углом к соприкасающимся поверхностям слоев многослойных изделий f23.

Недостатком данного способа является то, что сварка производится короткими проходами, равными и не— сколько более толщины стенки. При непрерывном ведении процесса из-за низкой скорости охлаждения во время кристаллизации металла шва происходит укрупнение зерна, что отрицательно влияет на качество сосудов высокого давления. Кроме того, требуются остановки процесса для удаления шлака, что снижает производительность процесса сварки.

Наиболее близким к предлагаемому является способ сварки кольцевых сты-4 ков многослойных обечак, включающий выполнение разделки кромок и многослойную сварку неподвижним электродом с одновременным вращением обечаек (3). 50

Недостатком известного способа является то, что при выполнении сварки под флюсом жидкий металл стекает с поверхности свариваемой обечайки, что приводит к появлению не- Ы желательных дефектов, которые могут привести к разруиению обечайки при ее эксплуатации.

Пель изобретения — обеспечение качества сварного соединения, полученного сваркой под флюсом.

Для достижения поставленной цели согласно способу сварки кольцевых стыков многослойных обечаек, включающему выполнение разделки кромок и многослойную сварку неподвижным электродом с одновременным вращением обечаек„ при выполнении слоев, прилегающих к кромкам обечаек, сварочной ванной пересекают по меньшей мере один слой обечайки, для чего электрод смещают от зенита по ходу вращения обечаек и наклоняют в плоскости кольцевого шва в сторону, противоположную вращению обечаек.

Кроме того, расстояние между концом электрода и торцом свариваемого слоя обечайки принимают равным 2,02,5 диаметра электрода.

При смещении электрода по ходу вращения обечаек сварочной ванной по длине пересекают по меньшей мере один слой многослойной обечайки, который имеет цилиндрическую форму, т.e. головная часть сварочной ванны, примыкает к внутренней части свариваемого слоя, а хвостовая часть— к наружной части свариваемого,слоя.

Поэтому сформированные подплавлением в головной части сварочной ванны углубления на торце свариваемого слоя, а также зазор между свариваемыми и вьннележащим слоями, вследствие своего наклона.по отношению к сварочной ванне заполняются жидким металлом. Это исключает образование подрезов в зазорах между слоями,многослойной обечайки.

Наклон сварочного электрода в плоскости кольцевого шва в сторону, противоположнук> направлению вращения обечаек, способствует вытеснению жидкого металла из головной части сварочной ванны в хвостову>о ее часть и тем самым улучшает условия заполнения углублений и межслойних за— зоров.

Определение величины смешения электрода по ходу вращения обечаек обеспечивает точное расположение сварочной ванны по отношению к свари" ваемому слою и надежное удержание расплавленного шлака и жидкой металлической ванны на поверхности сварного шва.

Так как при сварке многослойных обечаек отвод тепла от слоя к слою

1143553 затруднен, то предлагаемое расположение оси электрода на определенном расстоянии (2,0-?,5 диаметра электрода) от торца свариваемого слоя уменьшает величину подплавления 5 кромки свариваемого слоя, делает ее постоянной, что улучшает процесс заполнения жидким металлом упомянутых углублений и зазоров. При этом, если расстояние между концом электрода и торцом свариваемого слоя будет больше ?,5 диаметра электрода, произойдет несплавление, если это расстояние будет менее 2,0 диаметра электрода — образуются подрезы (углубления).

На фиг. 1 изображено расположение электрода по отношению к свариваемой обечайке в процессе сварки (слой флюса условно не показан), на фиг. 2 -. поперечный разрез А-А на фиг.1.

Пример.. Производят сварку кольцевым швом двух многослойных обечаек с внутренним диаметром Э = д

1200 мм, толщиной стенки 150 мм, навитых на рулонной стали марки

10Г2С1 шириной 1500 мм, толщиной

3 мм. Капичество слоев 43. Торцы обечаек имеют криволинейные скосы под углом 4, ширина в основании о .разделки 20 мм. Сварку производят при вращении обечаек по стреле В со скоростью 25 м/ч сварочной проволокой св-08ГА 6 3 мм под флюсом АН-348А.

Сварочную проволоку подают в зону со скоростью 98 м/ч. Силу сварочного тока выбирают из условий одинаковой глубины проплавления слоев многослойных обечаек для диаметра электрода 3 мм 3= 400 A.

В процессе сварки электрод смещают с зенита С по ходу вращения обечайки на величину L-- .10,7 мм для первых 20 слоев (изменение смещения 4 для каждого слоя в отдельности во внимание не принимается). Электродную проволоку наклоняют в плоскости кольцевого шва в сторону, противоположную направлению вращения обечаек, на угол P = 10 . После заварки корневого шва первые слои сваривают в два прохода. IIpv. этом электрод располагают на расстоянии 1 от свариваемых торцов, равном 2,0-2,5 диаметра электрода, в частности для диаметра электрода 3 мм 1 = 6-7 мм.

С увеличением ширины разделки сварка каждого слоя производится в три и более проходов. При этом сначала накладывают валики, прилегающие к торцам свариваемых обечаек, а затем центральные валики.

С целью повышения производительности сварочных работ центральные валики могут свариваться на повышенных режимах и со смещением электрода с зенита против направления вращения обечаек. Заваренный полностью кольцевой шов подвергается радиографическому контролю бетатроном Бл — 35. Несплавлений, пор, трещин, шлаковых включений не выявлено. По результатам макро- и микро-исследований структура металла сварного шва и зоны сплавления мелкозернистая ферритоперлитного класса.

Механические свойств." металла шва.:

45 кгс/мм = 34 кг/мм2 а = 8 кгм/см2, Указанные характеристики сварного шва удовлетворяют требованиям ОСТ .2601-221-80 "Сосуды многослойные рулонированные стальные высокого давления".

Предлагаемый способ позволяет производить автоматическую сварку под флюсом многослойных обечаек сосудов высокого давления без предварительной наплавки торцов, что позволяет исключить из технологического процесса трудоемкие операции исправления дефектов, сэкономить сварочные материалы и электроэнергию.

I I .3 .) ) .3

1143553

A-A

Составитель !О.Мельцов

Редактор Е.Лушникова Техред С.Мигунова Корректор И.Розман

Заказ 815/12 Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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