Способ дуговой сварки

 

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ, при котором выполняют разделку кромок, а сварку ведут в несколько проходов с подачей присадочной проволокн, угол наклона которой относительно электрода изменяют в процессе сверг ки, отличающийся тем. что, с целью улучшения качества и повьппения производительности при сварке в различных пространственных положениях в узкую разделку, угод наклона присадочной проволоки увеличивают от 30 до 50 на первых сварочных проходах и от 70 до 80° на двух последних облицовочных проходах , а скорость подачи ее плавно уменьшают в 1,5-2 раза по сравнению с первым проходом, при этом присадочную проволоку подают в сварочную ванну со смещением от оси электрода к периферии активного пятна дугн при сварке неплавящимся электродом на расстояние 0,4-0,6 диаметра активного пятна, а при сварке плавящимся электродом - на расстояние 0,65-0,75 диаметра активного пятна. IfZ./

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 4(я) В 23 К 9 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬС ЙВУ юг.f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTWI (21) 3693839/25-27 (22) 26.01.84 (46) 07. 07.85. Бюл. Ф 25 (72) С.И.Полосков, В.А.Букаров и А.А.Агеев (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)1 633688, 1977.

Авторское свидетельство СССР по заявке N 3254039/25-27, 24.11 84.

Патент ФРГ I) 25!1915, кл.. В 23 К 9/12, 1977 ° (54)(57) СПОСОБ ДУГОВОЙ. СВАРКИ, прн котором выполняют разделку кромок, а сварку ведут в несколько проходов с подачей прнсадочной проволоки, угол наклона которой относительно электрода изменяют в процессе свар-. ки, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества и повышения производительности при сварке в различньпс пространственных положениях в узкую разделку, угол наклона присадочной проволоки увеличивают от 30 до 50 на первых свао рочных проходах и от 70 до 80 на о двух последних облицовочных проходах, а скорость подачи ее плавно уменьшают в 1,5-2 раза по сравнению с первым проходом, при этом присадочную проволоку подают. в сварочную ванну со смещением от оси электрода к периферии активного пятна дуги при сварке неплавящимся электродом на расстояние 0,4-0,6 диаметра активного пятна, а при сварке плавящимся электродом — на расстояние

0,65-0,75 диаметра активного пятна.

1165540

Изобретение относится к области сварки, в частности дуговой, в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся электродом с подачей присадочиой проволоки, когда необходимо сваривать большие толщины в узкую разделку в различных пространственных положениях, и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства, особенно в энергетическом машиностроении, химическом судостроении и нефтеперерабатывающей промышленности для сварки неповоротных стыков труб.

Целью изобретения является улучше- 1 шие качества и повышение производительности при сварке в различных пространственных положениях в узкую ра зделку ..

Предложенный способ дуговой сварки. позволяет вести сварку каждого прохода, например, неповоротных стыков больших толщин с узкой разделкой при максимальной производительности и .хорошем формировании шва. Это про- 25 исходит потому, что.в глубине узкой разделки жидкий металл дополнительно удерживается .кромками разделки, а также возникающими за счет смачивания жидкого металла с кромками си- 30 лами поверхностного натяжения, в результате чего можно удерживать ванну большего объема. Поэтому при сварке в глубине разделки угол наклона проволоки относительно электрода сос-35 тавляет 30, а по мере заполнения о разделки его увеличивают до 50 о

С увеличением углов уменьшается скорость плавления проволоки. Поэтому при сварке в глубине разделки, когда g0 угол. ее подачи относительно электроо да составляет 30, скорость подачи проволоки максимальная. При выполнении последующих облицовочных проходов, когда разделка заполнена, слож- ц но удерживать ванну в различных пространственных положениях, поэтому необходимо уменьшить ее объем. Для это го угол наклона присадочной проволоки увеличивают до 70-80 ; при этом о, i0 уменьшаетея скорость ее плавления, а жидкую ванну, объем которой уменьшается, дополнительно удерживают этой же проволокой. При этом с увеличением наклона угла присадочной проволо- 15 ки относительно электрода плавно уменьшают в 1,5-2 раза скорость подачи присадочной проволоки по сравнению с первыми проходами, так как она не успевает плавиться, и процесс не пойдет. Причем проволоку вводят в ванну на расстоянии 0,4-0,75 диаметра активного пятна. При сварке неплавящимся электродом плавление проволоки происходит в основном в пределах активного пятна. Поэтому с увеличением угла наклона место ввода проволокй смещают к периферии, но при этом уменьшают скорость ее плавления, а следовательно, подачи. Величину смещения присадочной проволоки к периферии активного пятна обеспечивают на расстояние 0,4-0, 6 диаметра активного пятна. В этом случае ванну легче удержать в нужном положении с помощью присадочной проволоки. При сварке плавящимся электродом присадочную проволоку в сварочную ванну подают на расстоянии от оси электрода на 0,65-0,75 его диаметра. Это позволяет "заморозить" часть объема жидкой ванны и улучшить формирование шва, не уменьшая в целом производительность процесса..

На фиг.1 показана схема подачи присадочной проволоки при сварке первых проходов в глубине разделки кромок, на фиг.2 — то же, при сварке проходов после заполнения разделки; на фиг.3 — схема подачи присадочной проволоки при сварке неплавящимся электродом, на фиг.4 †. то же, при сварке плавящимся электродом, на фиг.5 — графическая взаимосвязь номера сварочного прохода с углом наклона присадочной проволоки относи- тельно оси электрода; на фиг.б — графическая взаимосвязь скорости подачи присадочной проволоки с углом ее наклона относительно оси электрода.

Способ осуществляется следующим образом.

В глубине разделки между электродом 1 и изделием 2 зажигают дугу 3 и в сварочную ванну 4 подают присадочную проволоку 5 на расстоянии

0,4-0,75 диаметра активного пятна дуги от оси электрода 1 на изделии 2 (фиг.2). Угол наклона с проволоки 5 относительно оси электрода 1 обеспео чивают в пределах 30 . В этом случае скорость плавления проволоки 5, а следовательно, ее .подачи максимальна (фиг. 6) .

При заполнении последующих проходов в результате нагрева основного

1 65540 и наплавленнсэго металла объем ванны нужно подавать проволоку в сварочную

4 возрастает. Но.7òîìó необходимо ванну 4 под углом p(менее 50 ме «ее отноуменьшить объем металла, получаемо- сительно оси электрода 1, т.е. можно го от расплавления проволоки 5. о сваривать лишь первые проходы

Для этого угол К увеличивают до 50 5 последующих и облицовочных, где угол (фиг.5), а скорость подачи проволоки < подачи присадочной проволоки 5 от5 соотв етс тв енно уменьшают (фиг . 6) . носительно оси электрода 1 увеличиПри увелич нии o(, более 50 заметно вают до 80, проволока 5 плавится снижается скорость плавления приса- медленнее и если скорос ь V

% дочной проволоки 5 и заполнение раз- О подачи еще не уменьшить в нерасплавУ делки происходит медленнее, т.е. рез- ленном виде утыкается в о т я в кромки разко падает производительность процес- делки. При изменении V б ольше, са, а это невыгодно при выполнении чем в два раза возможно возможно нарушение первых проходов в губине разделки. процесса сварки: плавленив а лен в присадочВ момент, когда разделка кромок за- !5 ной проволоки 5 в электрической (сваполнена и необходимо выполнять два последних облицовочных прохода, нос в сварочную ванну 4, что значипрактически осуществлять наплавку на тельно снижает качес чество сварки в наружную поверхность иэделия 2, угол пространственных положени К л жениях. роме ф наклона проволоки 5 увеличивают Ю того, для достижения высокого качестдо 70-80 (фиг.2) . ва сварного соединения путем улучшеЕсли во время сварки облицовочных ния условий формирования шва очень и р оход ов п рис ад оч ную п ров олок у 5 важно в какую область сварочной а— (иг. ) подавать в сварочную ванну 4 ны 4 вводят присадочную о ую проволоку 5. под углом Ы менее 70, то проволока >5 При сварке неплавящим лавящимся электродом 6

5 плавится еще достаточно быстро и плавление присадочн и адочно проволоки 5 образуется большой объем жидкого происходит главным об

ым о разом в активметалла. Так как кромок, которые мог- ном пятне электриче " (g) ктрическои (сварочной ли,бы за счет сил поверхностного на- дуги 3 на поверхнос ерхности сварочной ван- тяжения, возникающих при смачивании, 30 ны 4 Поэтому смещ смещение сварочной их жидким металлом, удерживать этот проволоки 5 больше» чем на 0,6 d объем, практически нет, то одной (диаметра активнОго ) о пятна), т. е. за проволоке 5 удерживать жидкую сва- зону активного пя н пятна, приводит к нарочную ванну 4 в различных простран- рушению ее плавления иэ-за тепловой ственных положениях становится не- З5 энергии, что значительно ухудшает возможным, что сразу сказывается на условия формирования шва (фиг.3). качестве сварного соединения. При значени 1 0,4д, ри значениях 1 меньше, чем О, д, Если проволоку 5 при сварке обли- присадочная проволока 5 начинает цовочных проходов подавать в свароч- быстрее п е плавится, чем при угле (L ее ную ванну 4 под углом о(больше 80, 4р подачи в сварочную ванну 4, при кото она начинает плавится настолько тором вед е ется процесс, что также медленно и нестабильно что к ч а ество приводит к нестабильности процесса шва опять становится хуже. Однако и к ухудшению условий формирования для получения высоких качества сва= шва (ф 6) П иг .. ри сварке плавящимся рочного соединения и производитель- 45 электродом б о ъем сварочной ванны 4 ности процесса при сварке в различ- больше ч чем при сварке неплавящимся ных положениях больших толщин с уз- электродом 6 ом, что позволяет испальзокой разделкой только этих операций вать тепло выделяемое при кристаллинедостаточно. Поэтому в процессе ции ванны, для плавления проволосварки всего соединения от прохода 5р ки 5

tI осуществлять замораживание" к проходу плавно уменьшают в 5-2 э ванны 4 б что лагоприятно для удерраза относительно первого прохода жания жидк жидкого металла последней в скорость подачи в сварочную ванну 4 различ ных пространственных положениприсадочной проволоки 5. Из конкрет- ях. В этом случае присацочную прононой зависимости между Vll = f(y) у локу 5

1- у подают в сварочную ванну 4 на ии от оси электрода 0,65(фиг . 6) следует, что при уменьшении расстоянии

7д меньше, чем в 1,5 раза, чтобы происходил процесс ее плавления меньше 0 65 d

Ф чем присад<>чна; I((.ã

1! 65540

Операция

Параметры режима

А В м/ч м/ч rрад м/ч мм мм

120 22 60

Возбуждение дуги

Образование сварочной ванны и углубление дуги в дно разделки

250 20 200

Перемещение дуги и подача присадочной проволоки (сварка первого прохода) 220 18 180 15

30 95

50 75

14 10 7

Сварка второго прохода

14 10,2

220 !8 180 15

Сварка третьего прохода

220 18 180 15 70 50

l4 9,4

Сварка четвертого (замыкающего) прохода

220 18 180 15 80 42,5 14

9,1 волока 5 приближается к электрической (сварочной) дуге 3, возрастают скорость ее. плавления и соответственно объем ванны 4, что ухудшает формирование шва. При,значении больше 0,75 и нарушается плавление проволоки и ухудшается качество сварки.

Пример осуществления способа, Лабораторные исследования способа дуговой сварки осуществляют на сварочной установке 53.28 с механизированным узлом корректировки мундштука относительно оси электрода: по углу наклона проволоки и места ее ввода в ванну. Сварку проводят неплавящимся и плавящимся электродами в среде аргона с дополнительной подачей присадочной проволоки поворотных стыков труб Р 219х28 мм из стали Х1218MIОТ. Электродная и присадочная проволока марки св. -04Х!9Н11МЗ, диаметр l мм. На стыках труб выполняют щелевую разделку кромок шириной 7 мм и глубиной . 22 мм. Используют стандартный источник сварочного тока ВДУ-302. Сварка плавящимся электродом с присадочной проволокой дана в табл.l Сварка неилавящимсн электродом с.приг.адочной проволокой дана в табл.2

Проведенный после выполнения сварки на режимах, .указанных в табл.1 и 2, визуальный и металлографический контроль показал высокое качество !

О сварных швов

Предложенный способ позволяет улучшить качество сварного соединения на 20-25Х за счет улучшения условий формирования шва в различных l5 пространственных положениях путем регулирования величины объема жидкого металла и его распределения в пределах сварочной ванны в каждом сварочном проходе при сварке больших

20 толщин в узкую разделку. Кроме того, предложенный способ позволяет увеличить производительность процесса ,сварки больших толщин в узкую разделку в различных пространственных поло25 жениях в 1,8-2,0 раза за счет регулирования количества расплавляемой присадочной проволоки, которой заполняется разделка от прохода к проходу.

Таблица 1

11655ч О

Таблица 2

Параметры режима сварки

Операция

Чяр у м/ч

I U

А В сВ м/ч град мм.

180 33 7 70 !

80 13 7 72 сварка второго прохода сварка третьего прохода 180 13 7 53 сварка четвертого прохода

180 13 7 45

1О 5,5

180 13 7

80 10 6,0

«P2

Квазистационарный про.цесс с уменьшением скорости подачи присадочной проволоки и увеличением угла ее ввода: сварка первого прохода сварка пятого (замыкающего) прохода

30 10 4

50 10 4,5

60 10 5

1165540

Фиа 4

Фиг. Ю ю гю юо ю ю

Фиг.Х

zan(eJ у gy. у «у go у уо уу .у

Фиг:б

Составитель Г.Тютченкова

Редактор Л.Гратилло Техред О.Ващишина Корректор Л.Бескид

Закаэ 4268/15 Тираж 1086 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

J (Ф

Vnp

pt wry

Юо(ж) VhJ Яда С щгаЖещагю

PSCamJelr u

VЩЮ ййф ГС юлюагщинЫ меювраРюн