Способ дуговой сварки тонкостенных стыковых соединений

 

(19)RU(11)1243248(13)C(51)  МПК ⁶    _B23K9/16Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина: учтена за 1 год с 22.07.1993 по 21.07.1994

(54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ТОНКОСТЕННЫХ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам дуговой сварки замковых соединений и соединений на остающейся подкладке и может быть использовано в машиностроении и других отраслях при изготовлении тонкостенных замкнутых емкостей. Цель изобретения повышение качества сварки замковых соединений и соединений на остающейся подкладке путем улучшения защиты обратной стороны шва в замкнутых емкостях. Предлагаемый способ иллюстрируется фиг. 1 и 2. Способ осуществляется следующим образом. Собранную замкнутую емкость по свариваемым кромкам 1 и 2 размещают на вращателе (на фиг. не показан). Отгибают одну из кромок и в образовавшееся отверстие помещают кольцо 3, в которое вставлена трубка 4 для подачи защитного газа во внутреннюю полость емкости. Кольцо 3 в процессе сварки обкатывается по кромке 1 и служит подшипником для трубки, которая остается неподвижной в процессе сварки. Кольцо 3 установлено на упоре, смонтированном на общем основании сварочной установки (на фиг. не показано). Снизу емкости размещают сварочную горелку 5 для выполнения сварного шва 6. Конец 7 трубки 4 для подачи защитного газа ориентируют относительно обратной стороны сварочной ванны, располагая его против сварочной горелки 5. Место расположения отверстия с точкой Б расхождения кромок 1, 2 и точкой С схождения кромок 1, 2 выбирают перед сварочной дугой. Выбор места обусловлен тем, чтобы обеспечить наибольшую продолжительность пребывания трубки внутри емкости при сварке. Наименьшую продолжительность должен иметь заключительный этап сварки с момента удаления трубки для подачи защитного газа из емкости до момента выключения сварочной дуги. Поэтому расположение отверстия выбирают перед сварочной дугой у границы температурного поля, т.е. там, где только намечается подъем температуры в свариваемых кромках 1, 2. Если отверстие будет образовано рядом со сварочной дугой, то упругого прогиба кромок вследствие их нагрева не будет. Прогиб будет пластическим и после удаления трубки 4 кромки 1, 2 не окажутся в своем начальном положении; процесс сварки нарушится с образованием прожога из-за пластического смещения кромок. Качественная защита соединения обеспечивается, если осуществить прогиб по крайней мере одной кромки. Отверстие также будет образовано, если продеформировать обе кромки относительно стыка 8 в разные стороны. Однако этот прием усложняет конструкцию опорного устройства и затрудняет исполнение способа. На фиг. 1 показано, что сварочная горелка 5 установлена в потолочном положении. Такое положение горелки является оптимальным, но не исключает любого другого пространственного положения горелки относительно изделия. Потолочное положение горелки 5 предполагается при выполнении сварки в аргоне, который вытесняет воздух будучи тяжелее его и накапливается в зоне конца 7 трубки. Количества накопленного аргона достаточно для защиты участка стыка, завариваемого в последнюю очередь, когда трубка будет удалена из внутренней полости емкости и новой порции газа не поступит. Таким образом, защита обратной стороны шва в соединениях на остающейся подкладке 9 или в замковых соединениях осуществляется через отверстие в стык деталей путем прогиба кромки и помещения во внутреннюю полость трубки для подачи защитного газа. Для замкнутых тонкостенных конструкций способ прост в работе и не вызывает ухудшения качества. Место расположения отверстия относительно сварочной горелки находят либо расчетом температурного поля, перемещающегося при сварке относительно детали, либо экспериментально с помощью, например, контактных термопар. После ориентации трубки относительно горелки 5 включают сварку и подачу газа в трубку. При совмещении начала А сварного шва 6 с местом Б расхождения кромок трубку 4 удаляют из кольца 3 и постепенно отводят упор, затем выводят кольцо 3 из контакта с кромкой 1. Сварка продолжается до полного завершения процесса. Причем защита корня шва осуществляется защитным газом, который частично заполнил емкость и был накоплен до завершающего периода сварки. П р и м е р. Производилась сварка кольцевого шва на остающейся подкладке двух обечаек из стали ВНС-2 с толщиной стенки 0,6 мм и диаметром 90 мм. Остающаяся подкладка толщиной 0,6 мм была прихвачена точечной контактной сваркой к одной из обечаек. Режим автоматической аргонодуговой сварки без присадки: Сила тока, А 40-50 Скорость сварки, м/час 20-22 Расход газа в горелку, л/мин 9 в трубку 7 Время сварки после удаления трубки из внутренней полости, с 15
Измерениями температуры было установлено, что отверстие в данном (частном) случае надо располагать в зоне горизонтальной оси обечайки. При таком расположении граница температурного поля окажется в непосредственной близости от места схождения кромок (точка С). Измерение температуры этого места в процессе сварки показали, что она не превышает 50-70^оС. Это вполне допустимо и не вызывает пластических деформаций. Затем выполняют сварку, защищая обратную сторону шва газом, поступающим в трубку. В тот момент времени, когда начало шва А совместится с местом расхождения кромок (точка Б), при образовании отверстия, трубку удаляют из кольца и выводят кольцо из контакта с кромкой обечайки. Причем процесс сварки продолжается до его завершения. Время от момента удаления трубки до окончания сварки составило 13-16 с. Поскольку емкость в процессе сварки частично была заполнена аргоном, а горелка была в нижнем положении, времени оказалось достаточно, чтобы обеспечить надежную защиту корня шва на заключительном этапе сварки. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить качественное сварное соединение на оставшейся подкладке или замковое соединение в сварной замкнутой тонкостенной емкости. Кроме того, этот способ позволяет снизить вес конструкции и уменьшить металлоемкость.

Формула изобретения

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ТОНКОСТЕННЫХ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ замкнутых емкостей, заключающийся в образовании отверстия в зоне стыка свариваемых деталей, через которое вводят трубку для подачи защитного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки замковых соединений и соединений на остающейся подкладке, отверстие образуют путем непрерывного прогиба одной из кромок, а конец трубки ориентируют к обратной стороне сварочной ванны и удаляют трубку при совмещении начала шва с местом расхождения кромок образованного отверстия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2