Способ сварки кольцевых соединений магнитоуправляемой дугой
Использование: сварка труб с трубными решетками в энергетическом и нефтехимическом машиностроении. Сущность изобретения: при сварке кольцевых соединений магнитоуправляемой дугой используют кольцевой неплавящийся электрод и асимметричное реверсируемое магнитное поле. Перед реверсом магнитного поля его крат ковременно отключают. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856386/08 (22) 01.08.90(46) 15.11.92. Бюл. М 42 (71) Казанский филиал Московского энергетического института (72) Б.Л. Ибатуллин, P.À, Багаутдинов. Д.M. Гараев, H.È. Хисматуллин и М.M. Ястребов (56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 122560, кл. В 23 К 9/08, 1959. Патент США И. 4278868, кл. В 23 К 9/08, 1980. Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способам для сварки кольцевых соединений, преимущественно труб с трубными решетками, электрической дугой, вращающейся в магнитном поле и может быть использовано в энергетическом и нефтехимическом машиностроении. Известен способ сварки кольцевых швов, при котором сварка производится с помощью кольцевого электрода и вращающейся, электрической дуги, перемещаемой по периметру шва постоянным магнитным полем; Однако из-эа воэможности доступа к трубной решетке только с наружной стороны этот способ не позволяет качественной сварки труб с трубными решетками, Наиболее близким к предлагаемому является способ для нагрева металлических деталей бегущей электрической дугой, перемещаемой .магнитным полем. Способ заключается в попеременном изменении направления вращения дуги в результате.. Ж, 1775252 А1 (54) СПОСОБ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДУГОЙ (57) Использование: сварка труб с трубными решетками в энергетическом и нефтехимическом машиностроении. Сущность изобретения; при сварке кольцевых соединений магнитоуправляемой дугой используют кольцевой неплавящийся электрод и асимметричное реверсируемое магнитное поле. Перед реверсом магнитного поля его кратковременно отключают. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. 1 изменения направления магнитного потока. При этом электрическая дуга попеременно смещается к наружной поверхности трубы и электрода при нарастании воздействия магнитных сил и к внутренней кромке при снижении воздействия магнитных сил, Недостатком известного способа являются неравномерная глубина проплавления по периметру кольцевого шва и местные под( плавления торца неплавящегося кольцевого электрода вследствие регулярной локализации более эффективного нагрева во время уменьшения скорости перемещения дуги при ослаблении управляющего магнитно о поля на определенных участках периметра шва и торца электрода за счет регулярности симметричного реверсирования вращения дуги. В результате снижаются качество сварки и стойкость неплавящегося электрода, Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем равномерного проплавления свариваемых кромок по всему периметру шва и повышение стойкости неплавящегося электрода путем устра1775252 55 нения локальных перегревов его рабочего r 0pr1а. Поставленная цель достигается тем, что управляющее реверсируемое магнитное поле формируют асимметричным. а перед реверсом магнитного поля его кратковременно отключают. Новым в предлагаемом способе является асимметричность управляющего реверсируемого магнитного поля и кратковременные его отключения перед реверсом. Асимметрия управляющего реверсируемого магнитного поля может осуществляться путем изменения амплитуды или длительности противоположных полупериодов тока управляющего электромагнита, Во время меньших амплитуд или меньшей длительности полупериода тока управляющего электромагнита, а также во время кратковременных отключений последнего, движение сварочной дуги замедляется, При этом определенные части периметра шва и торца электрода прогреваются интенсивнее, возрастает глубина проплавления металла шва. В полупериоды большей амплитуды и длительности тока управления электромагнита аналогично изменится управляющее реверсируемое асимметричное магнитное поле и, следовательно, сварочная дуга совершает большее вращательное движение по кольцевому контуру в направлении вращения дуги, соответствующим полупериодом с большей длительностью и амплитудой тока электромагнита, что обеспечивает периодическое поступательное движение зоны интенсивного нагрева, по кольцевому контуру в направлении вращения дуги, соответствующим полупериодом с большей амплитудой и длительностью тока электромагнита. В результате достигается равномерное увеличение глубины проплавления по всему кольцевому периметру шва и устранение локальных подплавлений торца неплавящегося электрода и повышение его стойкости. На фиг. 1 представлен пример асимметричного формирования управляющего реверсируемого магнитного поля путем изменения амплитуды противоположных полупериодов тока . электромагнита ц (2, где 1 1 — амплитуда тока в первом полупериоде, а длительности полупериодов равны t1 = 32, где t1 — длительность первого полупериода, t2 —. противоположного полупериода. На фиг. 2 представлено тоже самое с отключениями магнитного поля в течение времени паузы t> перед реверсом поля путем кратковременного отключения электоомагнита. На фиг. 3 представлен при-. мер асимметричного формлрования управляюшего реверсируемого магнитного поля путем изменения длительности противоположных полупериодов тока электромагнита t1 + t2 C ЕГО КРатКОВРЕМЕННЫМИ ОтКЛЮЧЕНИями. где амплитуда тока противоположного полупериода lr;1 и первого полупериода lk2— равны, а длительности тока первого полупериода ti и противоположного полупериода не равны, соответственно не равны длительности пауз тока после первого палупериода te1 И ПОСЛЕ ПРОТ."ВОПОЛОжНОГО ПОЛУПЕРИОДа Возможно одновременное сочетание асимметричного формирования уп раля ющего реверсируемого магнитного поля путем изменения амплитуды к1 2 и длительности 11 A t2 противоположных полупериодов тока электромагнита,. Сварку по этому способу производят следующим образом, Устанавливают сварочное устройство концентрично продольной оси ввариваемай трубки с заданным дуговым промежутком. Устанавливаются требуемые технологией величины времени остановов дуги и асимметрия амплитуд или длительностей противоположных полупериодов реверсирования. Включают питание электромагнитного устройства и в дуговом промежутке создают асимметричное реверсируемое магнитное поле. Возбуждают сварочную дугу, Взаимодействие магнитного поля дуги с магнитным полем электромагнитной катушки приводит к асимметричному реверсированию вращения дуги с кратковременными остановками ее во время смены направления вращения. Во время замедленного движения и кратковременных остановок дуги определенные части торца электрода и периметра urea прогреваются более эффективно, глубина проплавления возрастает, В полупериоды большей длительности и амплитуды тока управления магнитной катушки дуга совершает большее вращательное перемещение по кольцевому контуру, что в противоположные полупериоды меньшей длительности и амплитуды, В результате зона эффективного нагрева получает одностороннее поступательное движение по кольцевому контуру в направлении вращения дуги, соответствующим полупериодом тока электромагнита с большей длительностью л амплитудой, что позволяет достичь равномерное увеличение глубины проплавления с качественным формированием металла по всему кольцевому периметру шва, устранение локальных подплавлений торца неплавящегося электрода и повышение его стойкости. 1775252 Пример 1. Сваривались трубы с трубными решетками из стали 12х18 Н 10 Т с асимметрией амплитуды тока электромагнита противоположных полупериодов реверсирования и кратковременным отклю, чением тока электромагнита. Размер трубок Ф25х2,0 мм, Трубная решетка располагалась в нижнем положении. После установки сварочной головки с кольцевым электродом концентрично свариваемому стыку длиной дуги 2,2 — 2,4 мм подают защитный газ -- аргон около 30 — 35 л/мин, включают ток, инвертируемый частотой 7 Гц ток питания электромагнитной катушки 3,6 — 3,7 А на одном и 3,1 — 3,35 А на другом полупериоде с длительностью бестоковой паузы 0,005 с, возбуждают сварочную дугу с током 650— 670 А. Вследствие взаимодействия управляющего магнитного поля катушки и собственного магнитного поля дуга получает асимметричное реверсируемое вращение и в течение времени 6 с обеспечивает равномерное проплавление глубиной около 1,8 — 2 мм кольцевого стыка и качественное формирование шва по всему периметру, После выключения дуги остывающий шов обдувается в течение 3-4 с защитным потоком аргона. Пример 2. Сваривались трубы размером @ 35х2,5 мм с трубными решетками в нижнем положении из стали 12х18 Н 10 Т с асимметрией длительности тока электромагнита противоположных полупериодов реверсирования и кратковременным отключением тока электромагнита. После установки сварочной головки с кольцевым электродом концентрично свариваемому стыку длиной дуги 2,2-2,4 мм, подают защитный газ — а 1гон около 30 35- л/мин. включают инвертируемый частогой 7 Гц гок питания электромагнитной катуьчки 3,6--3.7 A с длительностью 0,065 с и паузой 0,005 с 5 на одном полупериоде и соответственно 0,060 с и 0,010 с — на другом. возбуждают сварочную дугу с током 670-700 А. Вследствие взаимодействия управляющего магнитногоо поля катушки и собст вен ного 10 магнитного поля дуга получает асимметричное реверсируемое вращение и в течение времени 6 — 6,5 с обеспечивает равномерно проплавление около 2,0 — 2,4 мм кольцевого стыка и качественное формирование шва по 15 всему периметру. После выключения дуги остывающий шов обдувается в течение 3-4 с защитным потоком эргона. Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известным 20 выполнение качественных соединений с заданной глубиной проплавления и повышение стойкости неплавящегося электрода. Формула изобретения 25 1. Способ сварки кольцевых соединений магнитоуправляемой дугой, при котором используют кольцевой неплавящийся электрод и реверсируемое управляюгцее магнитное поле, отличающийся тем, 30 что, с целью повышения качества сварных соединений, преимущественно труб с трубными решетками, и увеличения срока службы неплавящегося электрода, управляющее реверсируемое магнитное поле формируют 35 асимметричным, 2. Способпоп. 1,отличающийся тем, что перед реверсом магнитного поля его кратковременно отключают. 1775252 г.1 Составитель Б,Ибатуллин Техред M.Моргентал Корректор Н.Тупица Редактор Заказ 4011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород. ул.Гагарина, 101
