Способ автоматической дуговой сварки неплавящимся электродом горизонтальных стыковых соединений труб

 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в промышленности при сварке стыковых соединений трубных конструкций методом автоопрессовки. Цель изобретения - улучшение формирования шва при сварке автоопрессовкой стальных труб диаметром до 160 мм с толщиной стенки до 6 мм. Сварку горизонтальных стыковых соединений труб выполняют неплавящимся электродом, который устанавливают ниже свариваемого стыка и под углом к нему. Угол наклона электрода к плоскости диаметрального сечения выбирают по зависимости β=KD/δ, где K=(0,5

1,5)

D - диаметр свариваемых труб, мм

δ - толщина стенки свариваемых труб, мм. Смещение электрода ниже свариваемого стыка выбирают от 0,2 до 0,5 толщины свариваемых труб, а угол наклона электрода к плоскости свариваемого стыка устанавливают по зависимости Α=10E/δ, где е-величина смещения электрода ниже свариваемого стыка, мм. Основной проход выполняют "углом назад", а автоопрессовочные проходы - "углом вперед". При выполнении автоопрессовочных проходов электрод смещают вниз от верхнего края шва основного прохода на величину, равную сумме половины ширины ослабленной части шва и величины смещения электрода ниже свариваемого стыка, принятой для сварки основного прохода. Производительность процесса сварки повышается за счет уменьшения числа автоопрессовочных проходов. Улучшается стабильность проходного сечения трубы. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

412 А1 (!9) (И) (5)) 4 В 23 К 9/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4314615/24-27 (22) 09.10.87 (46) 15.07.89. Бюл. 11 26 (» ) Проектно-технологический институт "Энергомонтажпроект" (72) Ю.М.Фролов, Б.М.Буренов и С.А.Белкин (53) 621.791.75(088.8) (56) Юрченко Ю.Ф. Монтаж и сварка трубопроводов из коррозионностойких сталей в атомной промьппленности. M. 1966, с. 51.

Авторское свидетельство СССР

9 872103, кл. В 23 К 9/16, 1979. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ

СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ТРУБ .(57) Изобретение относится к сварке и может быть использовано в промышленности при сварке стыковых соединений трубных конструкций методом автоопрессовки. Цель изобретенияулучшеиие формирования шва при сварке автоопрессовкой стальных труб диаметром до 160 мм с толщиной стенки до 6 мм. Сварку горизонтальных стыковых соединений труб выполняют неплавящимся электродом, который устаИзобретение относится к сварке и может быть использовано в промышленности при сварке стыковых соединений трубных конструкций из стали методом автоопрессовки.

Цель изобретения — улучшение формирования шва при сварке авто. навливают ниже свариваемого стыка и под углом к нему. Угол наклона электрода к плоскости диаметрального сечения выбирают по зависимости = kd/д, где.К = Э(0,5;1,5); d - диаметР свариваемых труб, мм; d - толщина стенки свариваемых труб, мм. Смещение электрода ниже свариваемого стыка выбирают от 0,2 до 0,5 толщины свариваемых труб, а угол наклона электрода к плоскости свариваемого стыка устанавливают в зависимости

Ы = 10е/, где е — величина смещения электрода ниже свариваемого стыка, )мм. Основной.проход выполняют под

, "углом назад", а автоопрессовочные

/ И 11

Fg проходы — "углом вперед . При выполнении автоопрессовочных проходов электрод смещают вниз от верхнего края.шва основного прохода на величину, равную сумме половины ширины ослабленной части шва и величины смещения электрода ниже свариваемого стыка, принятой для сварки основного прохода. Производительность процесса сварки повышается за счет уменьшения числа автоопрессовочных проходов.

Улучшается стабильность проходного сечения трубы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил..опрессовкой стальных труб диаметром до 160 мм с толщиной стенки до 6 мм, повьппение производительности процесса сварки путем уменьшения числа автоопрессовочных проходов при сварке горизонтальных стыковых соединений, а также уменьшение изменения проходного сечения трубы. 1493412

На фиг, 1 представя.ена схема настройки электрода при выполнении основного прохода в направлении "углом назад"; на фнг; 2 — схема выпо,нения автоопрессовочных проходов в направлении "углом вперед"; на фиг. 3схема настройки электрода при сварке основного прохода со смещением на нижнюю кромку и под углом к плос- 10 кости свариваемого стыка„ на фиг. 4 то же, со смещением вниз от верхнего края шва основного прсхода.

Способ осуществляют следующим образом. 15

Предварительно для каждого типо размера трубы определяют: величину угла наклона электрода 1 к плоскости диаметрального сечения в зависимости p = (0,5-1,5)d/d, где / — угол 20 наклона электрода в радиальном направлении, град;.d — диаметр свариваемых труб 2 и 3, мм,, д - толщина стенки свариваемых труб 2 и 3, мм; величину смещения электрода 1 (для 25 сварки основного прохода) ниже оси свариваемого стыка по формуле е = (0,2-0,5) d", где е — величина смещения электрода ниже оси свариваемого стыка 4, мм; К вЂ” толщина свариваемых 30

"труб 2 и 3, мм; величину угла наклона электрода в направлении от горизонтального расположения к поФоло-".ному (фиг. 3) по формуле о. =

10е где !!I- угол наклона электрор Э да к плоскости свариваемого стыка; е — вел паина смещения электрода ниже оси свариваемого стыка, мм;

У - толщина стенки свариваемых труб,10

2 и 3> мм„" величину смецения электрода,для сварки автоопрессовочных проходов) вниз or верхнего края шва ос:-.овного прохода по формуле а-= 0,5b + t, где а — величина смещенчя электрода. вниз от верхнего края шва основного прохода,, л м; Ь вЂ” ширина ослабленной части шва основного прохода, мм; е — величина смещения электрода ниже оси сваривас.мого crI!ка 4, им (при основном проходе).

После настройки электрода 1 и ре.жима сварки на основной проход согласно выбранным величинам угло:8 наклона и смещения между вольфрамовым электродом 1 и нижней кромкой изделия 3 возбуждают электрическую цугу и выполняют основной проход в направлении, указанном на фиг, 1„ Пос" ле выполнения основного прохода осу ществляют охлаждение стыка до 100 С

О и во время охлаждения корректируют величину смещения электрода от .верхнего края шва основного прохода, измерив шаблоном ширину ослабленной части шва. Производят настройку электрода и режима сварки на автоопрессовочные проходы. Для упрощения технологического процесса с соблюдением качества шва режимы сварки и углы наклона по величине выбирают одинаковыми, а сварку осуществляют при положении электрода "углом вперед", изменяя только направление сварки согласно фиг. 2„ Процесс сварки прекращается после выполнения заданного числа автоопрессовочных проходов и создания необходимого усиления шва.

При необходимости осуществляется промежуточное охлаждение стыка до

100 С между выполнением автоопрессовочных проходов. При сварке горизонтальных стыковых соединений в специальных стендах во время охлаждения стыка после основного прохода изделие вместе со сварочной головкой поворачивают на 180 и в таком положении без перенастройки электрода и, не изменяя режима сварки, выполняют автоопрессовочные проходы в направлении "углом вперед", что обеспечивает создание наружного усиления шва повернутого на 180 изделия. (о

Основной проход с выбранной величиной угла выполняют в направлении углом назад", Это позволяет снизить необходимую величину сварочного тока и получить наружную форму шва с меньшей шириной и с меньшим наружным ослаблением, облегчающим в дальнейшем создание усиления шва автоопрессовкой выполняемой в напра чении углом вперед с теми же величинами углов, что приняты для основного прохода (углом назад).

Выполнением автопрессовочных проходов "углом вперед" снижают глубину проплавления с одновременным увеличением ширины автоопрессовочного шва, что облегчает создание наружного усиления шва и уменьшает изменение проходного сечения трубы и числа автоопрессовочных проходов, Принятые величины углов наклона электрода к плоскости диаметрального сечения с коэффициентами d/ с " от О, 5 до 1,5 обеспечивают предельные зна1493412 е = (0,2-0,5)/, (2) где е — величина смещения электрода ниже оси свариваемого стыка, мм, d — толщина свариваемых труб, ммр а угол наклона электрода к плоскости свариваемого стыка принимается из отношения принятой величины смещения электрода к толщине свариваемых труб по формуле

10- е

A= — ——

d (3) где е — величина смещения электрода ниже оси свариваемого стыка, мм, d — толщина стенки свариваемых труб, мм.

Величина смещения 0,1 толщины свариваемой трубы совпадает с величиной допустимого отклонения электрода и практического влияния на изменение асимметрии шва не оказывает. Величина смещения, принятая 0,6 от свариваемой толщины, создает .недопустимую асимметрию шва в противоположном направлении поставленной цели, т.е. на нижнюю кромку. Выбранный угол наклона электрода к плоскости свариваемого стыка по формуле (3) уменьшает подплавление верхней кром" ки и глубину ослабления шва основного прохода, но требует увеличения сварочного тока и при значениях, чения размеров шва основного прохо- да и необходимое число автоопрессовочных проходов без нарушения процесса сварки. Наилучшее значение этих параметров обеспечивается оптимальной величиной угла, принятой при значении коэффициента К 1,0

Обеспечение формы сварного шва при основном проходе с минимальными отклонениями (асимметрией) относительно линии стыка и минимальным под" плавлением верхней кромки достигается выбором величины смещения электрода ниже оси свариваемого стыка и угла наклона электрода от горизонтального к потолочному в зависимости от этого смещения. Величина смещения электрода при основном проходе ниже оси свариваемого стыка принимается от 0,2 до 0,5 толщины свариваемых труб е больших чем 10 — смещает форму шва рр в противоположном направлении, полученном смещением электрода, т.е, на верхнюю кромку, При величине угла е е меньше чем )Π— ири (d= 5 —,) унеcf личивается подплавление верхней кромки.

При выполнении автоопрессовоч-, ных проходов величину угла наклона электрода к плоскости свариваемого стыка принимают по величине, равной принятой при основном проходе.

Это облегчает создание наружного усиления шва и способствует более плавному переходу от гребня шва

И ТФ оснонно",о прохода к усилению шва, получаемого при выполнении автоопрессовочных проходов. Электрод при выполнении автоопрессовочных проходов смещают вниз от верхнего края шва основного прохода на величину, равную сумме половины ширины ослабленной части шва и величины, смещения электрода ниже оси свариваемого стыка, принятой для сварки основного IIpc

yr да

25 (4} а = 0,5Ь + е, где а — величина смещения электрода вниз от верхнего края.шва

36 основного прохода, мм, Ь вЂ” ширина ослабленной части шва основного прохода, мм; е — величина электрода. ниже оси свариваемого стыка, мм (при

40 основном проходе) .

При смещении электрода меньше чем в 0,5Ь + е нарушается плавность перехода от "гребня" шва основного прохода к усилению шва, получаемого

45 при выполнении автоопрессовочных проходов, а при смещении электрода больше чем 1а 0,5Ъ + е остается незахваченный участок с подплавлением верхней квамки и для его заварки

50 требуются дополнительнь1е автоопрессовочные проходы.

Пример. Производят импульсно-дуговую сварку основного и автоопрессовочных проходов горизонтальбб ных стыков труб Ф 20 2 мм; 4 76 4 мм;

Ф 159 "3 мм ; р 159 6 мм из стали марки 08Х18Н10Т; Ф 89 3,5 мм из стали марки 20 и ф133.5,5 мм из стали

10ХН1М. Режимы сварки и расчеты ве1493412

После выполнения сварки основного прохода ширина ослабленной части шва

2,6 мм. Дпя выполнения автоопрессовочных проходов электрсд смещают вниз от верхнего края шва основного прохода на. величину а = 0,5 Ь + е =

= 0,5 ?,6.+ 1,,2 = 2,5 (мм) и на том же режиме, изменив направление ско" рости сварки на противоположное (углом вперед ) выполняют два ав тоопрессовочных прохода. 35

Использование предлггаемого способа автоматической дуговои сварки неплавящимся электродом горизонтальных стыковых соединений обеспечивает повьппение качества сварных соединений труб; снижение себестоимости сварки путем исключения использования

ЗО личин углов и смешений для труб ф 76"4 мм автоматом типа ШАГ 57-76.

Цикл сварки: время импульса 1,2 с, время паузы 1,5 с„ ток импульса

125 А; ток паузы 50 А; напряжение на дуге 8 — 8,5 В „ шаг перемещения

2,3 мм; время пологрева .(0-15 с; расход аргона 8 л/мин; угол наклона .электрода к плоскости. диаметрального 10

76 сечения р = (0,5-1, 5) р:= (, 5-1, 5) — =

10 — 28 ; оптимальный угол = 19 ..

Величину смещения электрода ниже оси свариваемого стыка определяют 15

,из соотношения е = (0,2-0,5) d = (0,2-0,5) 4 = 0,8 — 2,0 (мм); оптимальная величина смещения е =

1,2 мм.

Угол наклона электрода в напран- 20 ленин к плоскости стыка

10е 1012.

ot "- 3 о.

4 нрисадочной проволоки и сокращения времени на сварку.

Формула иэ обретения

l, Способ автоматической дуговой сварки неплавящимся электродом горизонтальных стыковых соединений труб без разделки кромок, при котором электрод устанавливают ниже свариваемого стыка и под углом к нему, о т .л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения формирования шва н повьппеиия производительности при сварке автоопрессовкой труб диаметром до 160 мм с толщиной стенки до

6 мм, угол наклона электрода к плоскости диаметрального сечения выбирают в зависимости р К"d/<Р, где

К = Э(0,59 195), Й - диаметр сварива" емых труб, мм; <Р— толщина стенки свариваемых труб, мм, при этом смещение электрода ниже свариваемого стыка выбирают 0,2 — 0,5 толщины свариваемых труб, а угол наклона электрода к ппоскости свариваемого стыка устанавливают по зависимости

10е р Э где е — величина смещения электрода ниже свариваемого стыка, ММе

2. Способ по и. 1, о .т л и ч а— ю шийся тем, что при выполнении автоопрессовочных проходов электрод смещают вниз от верхнего края шва основного прохода на величину, равную сумме половины ширины ослабленной части шва и величины смещения электрода ниже свариваемого стыка

Э принятой для сварки основного проЙода.

14934l 2

) 493412

Составитель Г. Тютченкова

Техред А.Кравчук Корректор М. Максимишинец

Редактор С. Лисина

Заказ 3932/15 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101