Способ контактной стыковой сварки оплавлением

 

Изобретение относится к области сварки давлением преимущественно многослойных труб, стенки которых состоят из нескольких листов. Целью изобретения является получение качественных сварных соединений многослойных труб. Соединенные кромки многослойных труб перед сваркой смещают относительно друг друга концентрично по всей окружности путем экспандирования одной трубы радиально направленным к внутренней поверхности трубы усилием. Смещение кромок в диапазоне 10...30% толщины листа устраняет радиальный изгиб крайних листов, приводящий к раскрытию стыка. При сварке многослойных труб, состоящих из листов разной толщины, величина смещения кромок определяется толщиной наружного или внутреннего листа стенки трубы, имеющего наименьшую толщину . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. оо ю 4 ) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1324798 A 1 (5)) 4 В 23 К 11/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

З р,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4037852/31-27 (22) 14.01.86 (46) 23.07.87.Бюл. ¹ 27 (71) Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) С.И.Кучук-Яценко, Б.И.Казымов, А.С.Никитин и А.А.Толдин (53) 621.791.76.25 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1000196, кл. В 23 К 11/04, 1981. (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к области сварки давлением преимущественно многослойных труб, стенки которых состоят из нескольких листов. Целью изобретения является получение качественных сварных соединений многослойных труб. Соединенные кромки многослойных труб перед сваркой смещают относительно друг друга концентрично по всей окружности путем экспандирования одной трубы радиально направленным к внутренней поверхности трубы усилием. Смещение кромок в диапазоне

10...307 толщины листа устраняет радиальный изгиб крайних листов, приводящий к раскрытию стыка. При сварке многослойных труб, состоящих из листов разной толщины, величина смещения кромок определяется толщиной наружного или внутреннего листа стен-. ки трубы, имеющего наименыпую толщину. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 132

Изобретение относится к области сварки давлением преимущественно многослойных труб, стенки которых состоят из нескольких листов.

Цель изобретения — получение качественных сварных соединений многослойных труб.

На фиг.1 представлена схема формирования зоны соединения при сварке многослойных деталей известным (а) и предлагаемым (б) способами; на фиг.2 — макрошлиф сварного соединения многослойных деталей, выполненный известным (а) и предлагаемым (б) способами; на фиг.З вЂ” характер разрушения многослойных образцов, сваренных по известному (а) и предлагаемому (б) способам.

Перед сваркой соединяемые кромки многослойных труб смещают относительно друг друга концентрично по всей окружности на. заданную величину, после чего производят сварку. Предварительное смещение свариваемых кромок позволяет значительно улучшить качество формирования зоны соеди— нения в крайних листах многослойных деталей. При этом раскрытие стыка после сварки не наблюдается. Положительный эффект предлагаемого способа достигается в узком диапазоне смещения кромок 10...303 толщины отдельного листа (фиг.1б и 26 ).

При смещении кромок по величине менее 10Х толщины листа формирование соединения при сварке многослойных труб происходит так же, как и в случае сварки без смещения, т.е. с образованием раскрытия. При осадке крайние листы деформируются в радиаль— ном направлении, в результате чего образуется раскрытие стыка, которое является концентратором напряжений и местом, где начинается разрушение сварного соединения. При испытании на разрыв такие соединения разрушаются при нагрузках на 20...307. ниже номинальных. Характерным является то, что крайние листы сварного соединения разрушаются по зоне сварного соединения, а центральные листы разрушаются по основному металлу.

При смещении свариваемых кромок от 10 до ЗОБ толщины листа формирование сварного соединения происходит на качественно ином уровне. Указанные смещения при контактной сварке многослойных труб присутствуют как с наружной, так и с внутренней сторо4798 2 ны. Поэтому условия формирования крайних листов при наличии смещения одинаковы как с внутренней, так и с наружной стороны трубы. При смещении свариваемых кромок в пределах

10...30X толщины листа получают сварные соединения многослойных труб без раскрытия. Это происходит вследствие того, что при осадке многослойных

10 труб, выполняемых с допустимым смещением, крайний лист выступающей трубы деформируется в контакте с крайним листом другой трубы в условиях внецентренного сжатия, что приводит к уменьшению радиального изгиба крайних листов и к ликвидации раскрьггия в крайних листах.

При величине смещения свариваемых кромок свыше 307 толщины отдельного листа формирование сварного соединения также происходит без раскрытия, однако в этом случае уменьшается площадь зоны соединения выступающих наружных листов. Это приводит к уменьшению разрушающей нагрузки при испытании на. разрыв многoclIoHHbIx образцов со смещением больше ЗОБ толщины отдельного листа и преждевременному разрушению крайних листов по зоне соединения.

При использовании многослойных труб с листами разной толщины величину смещения кромок устанавливают в зависимости от толщины наружного или

35 внутреннего листа стенки трубы, имеющего наименьшую толщину.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить прочность сварных соединений до уровня прочности основного металла (Лиг.Зб).

Предлагаемый способ сварки наибо— лее эффективно применять при контактной сварке оплавлением многослойных труб.

45 Экспандирование многослойной трубы легко достигается машинами для контактной сварки, например при сварке на внутритрубной машине К700. При этом машина может развивать растя5О гивающие усилия, направленные радиально к внутренней поверхности трубы от 900 до 1200 т, что вполне достаточно для экспандирования многослойной трубы на заданную величину.

55 Примером конкретного выполнения предлагаемого способа может служить сварка многослойных труб диаметром

1420 мм, состоящих из 3-5 слоев листового проката толщиной 4-6 мм как в

1324798 4 и — Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

3 процессе изготовления на предприят ях металлургической промышленности, так и при их монтаже при строительстве трубопроводов.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Готовые обечайки подают на сварочную машину, предварительно замерив толщину наружных листов, устанавливают в зажимах машины, центруют до совмещения продольных осей симметрии обеих обечаек, жестко фиксируют конец только одной из них, а конец другой экспандируют на величину смещения кромок, равную Clсм = f5

0,75 мм по всему периметру обечайки. При толщине листа 5 йм величину смещения устанавливают равной 15Х толщины листа, т.е. 0,75 мм, затем производят сварку в течение 3 мин. 20

Внутренний грат удаляется сразу пос— ле сварки самой машиной. Наружный грат удаляется автономным гратоснимателем на другой позиции.

При использовании предлагаемого 25 способа значительно улучшается формирование сварного соединения много— слойных труб, устраняется раскрытие стыка, в результате чего повышается прочность сварных соединений до уров- 30 ня основного металла.

1.Способ контактной стыковой сварки оплавлением многослойных труб, стенки которых состоят из нескольких листов, при котором свариваемую кромку соединенного конца одной трубы устанавливают напротив свариваемой кромки соединенного конца другой трубы, после чего концы труб центрируют до совмещения продольных осей симметрии обеих труб, после чего их жестко фиксируют и проводят сварку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения качественного соединения, жестко фиксируют только конец одной из труб, а конец другой трубы экспандируют путем приложения усилия, направленного к внутренней поверхности этой трубы по всему периметру, до смещения свариваемых кромок на величину

10...307 толщины одного листа.

2. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что величину смещения кромок устанавливают по толщине наружного или внутреннего листа стенки трубы, имеющего наименьшую толщину.

Раскрьтие стыка

1324798

Составитель 3.Ветрова

Редактор Н.Тупица Техред Л.Олийнык Корректор С.Р!екмар

Заказ 3001/ll Тираж 974 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграЬическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,4