Способ контактной стыковой сварки оплавлением

 

Использование: при контактной стыковой сварке оплавлением различных изделий в жидких средах, например, при сварке трубопроводов под водой. Сущность изобретения: в зоне стыка устанавливают камеры 5 и 6 из неэле;(тропроводного. с малой теплопроводностью материала. Длину I внутренней полости камеры и кольцевой зазор b между стенками свариваемых деталей и стенками камер выбирают из определенных соотношений. Перед сваркой производят подогрев жидкой среды, находящейся в камерах , до момента кипения жидкости. Происходит выкипание части жидкости и ее удаление через неплотности камер 5 и 6 в окружающую среду. Концы свариваемых деталей 1 и 2 нагреваются до температуры, Ё 00 го ел о ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5l)5 В 23 К 11/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4940730/08

{22) 31.05.91 (46) 07.07.93. Бюл. М 25

PS) B.È. Хоменко, О.С. Папков, P.M. Шакиров, Г.H. Петров и КЛ. Быковец (56) Патент США М 3412226, кл. 219-85, 1968.

Сахацкий Г.П. и Яворский Ю.Д. Стыковая сварка оплавлением в замкнугом объеме. Автоматическая сварка, 1969, ЬЬ 10, с. 46-48. (54) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ

СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ (57) Использование: при контактной стыковой сварке оплавлением различных изделий в жидких средах, например, при сварке трубопроводов под водой. Сущность изобретения. в зоне стыка устанавливают камеры 5 и

6 из неэлектропроводного, с малой теплопроводностью материала, Длину I внутренней полости камеры и кольцевой зазор Ь между стенками сваривавмых деталей и стенками камер выбирают из определенных соотношений, Перед сваркой производят подогрев жидкой среды, находящейся в камерах, до момента кипения жидкости. Происходит выкипание части жидкости и ее удаление через неплотности камер 5 и 6 в окружающую среду. Концы свари ваемых деталей 1 и 2 нагреваются до температуры, 7

1825692 близкой к температуре кипения жидкости. В процессе оплавления выкипание жидкости из ограниченного обьема в зоне стыка происходит очень быстро, жидкость превращается в пар, который повышает давление в

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при контактной стыко вой сварке сплавлен ием различных изделий в жидких средах, например, при сварке трубопроводов под водой, Целью изобретения является уменьшение энергозатрат, улучшение условий для осуществления начала процесса оплавления при сварке в жидких средах, а также повышение качества сварных стыков за счет обеспечения необходимой скорости охлаждения стыка.

На фиг. 1 изображена схема контактной стыковой сварки оплавлением труб под водой; на фиг. 2 — схема контактной стыковой сварки оплавлением сплошных стержней под водой, Перед зажатием свариваемых труб 1 и 2 в зажимах 3 и 4 сварочной машины во внутрь трубы 1 водолаз-оператор устанавливает симметрично стыку камеру 5 из неэлектропроводного малотеплопроводного материала. Внутренняя полость камеры 5 имеет длину I, равную 2 Л< I< 3 А, где hi— суммарный припуск на оплавление и осадку одной детали, а зазор Ь между наружной поверхностью камеры 5 и внутренней поверхностью труб 1 и 2, равен hli< Ь < 2Ь и, где hh — максимальная высота грата образующегося при осадке стыка, После этого трубу 1 зажимают в зажиме 3 сварочной машины таким образом, чтобы ее торец находился посредине зажимов 3 и 4. Затем через зажим 4 сварочной машины подают трубу 2 таким образо 1, чтобы камера 5 вошла во внутрь трубы 2, Выполняют центровку труб 1 и 2 и зажимают зажим 4 сварочной машины, После этого водолаз-оператор устанавливает симметрично стыку наружную камеру 6, выполненную из того же материала, что и внутренняя камера 5 и с такими же размерами внутренней полости. Затем оператор-сварщик разводит стык путем перемещения подвижной части сварочной машины и от источника питания сварочного трансформатора подает напряжение на токоподводы зажимов 3 и 4. Вследствие прохождения тока через жидкость, находящуюся в замкнутых камерами 5 и 6 ограниченных объемах вокруг стыка, происходит ее нагрев. Нагрев продолжают до мо5

50 камере и уходит через неплотности в окружающую среду. После сварки стык охлаждают со скоростью, регулируемой дозированной подачей охлаждающей жидкости через трубопровод 7, 2 ил, мента кипения жидкости, в это время происходит нагрев концов свариваемых труб 1 и ,2 до температуры близкой к температуре кипения жидкости. Одновременно происходит выкипание части жидкости и ее удаление через неплотности камер 5 и 6 в окружающую среду. Потерь тепла вследствие выполнения камер 5 и 6 из малотеплопроводного материала практически не происходит. После подогрева концов труб 1 и 2 начинают процесс контактной стыковой сварки, стадия оплавления которого вследствие предварительного подогрева концов труб, происходит стабильно. В процессе оплавления "выкипание" жидкости из ограниченного объема в зоне стыка происходит очень быстро, жидкость превращается в пар, который повышает давление в камере и уходит через неплотности в окружающую среду, Тепло от искр расплавленного металла при этом способствует поддержанию температуры в зоне стыка. К концу стадии оплавления в камерах практически жидкости не остается, торцы оплавляемых труб не окисляются, Затем выполняют осадку в соответствии с технологией контактной стыковой сварки оплавлением конкретных свариваемых труб 1 и 2 и выполняют термообработку сваренного стыка путем дозированной подачи через трубопровод 7 охлаждающей жидкости. На этом процесс контактной стыковой сварки оплавлением труб 1 и 2 в воде описываемым способом заканчивается. Наружную камеру б водолаз-оператор удаляет со сваренного стыка, зажимы 3 и 4 сварочной машины раскрывают и сварочная машина перемещается к следующему стыку. Внутренняя камера 5 остается в трубопроводе и удаляется из него при очистке его полости и продувке. Сварку сплошных стержней 8 и 9 осуществляют аналогично, но без применения внутренней камеры 5.

Пример. В научно-технологическом центре по контактной сварке и пайке ВНИИСТа была произведена контактная стыковая сварка оплавлением двух партий образцов известным и описываемым способами. Сваривались образцы из стали марки

"Сталь 20" диаметром 15 мм на сварочной машине марки К-617, 1825692

&вл

Составитель В, Хоменко

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л, Филь

Редактор С, Кулакова

Заказ 2300 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Режимы сварки:

Известный способ:

02=8.1 В: чср.-1,5ммlс, 1опл,-7 мм; Tcs, 5с;

1О,=2.5 мм.

Заявляемый способ:

0 8,1 В, чср=0,8 MM/c; 1опл.=10 мм; сев.=12 с: log. -3,5 мм.

Результаты испытаний сваренных образцов показали, что заявленный способ контактной стыковой сварки оплавлением уменьшает общие знергозатраты на сварку, улучшает условия для осуществления начала процесса оплавления при сварке в жидких средах, а также повышает качество сварных стыков, Формула изобретения

Способ контактной стыковой сварки оплавлением, при котором создают негерметичный замкнутый объем пространства в зоне стыка с помощью неэлектропроводных камер и осуществляют контактную стыковую сварку оплавлением с последующим охлаждением стыка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и улучшения условий для осуществления начала процесса оплавления при сварке в жидких средах, а также повышения качества сварных стыков за счет обеспечения необ5 ходимой скорости охлаждения стыка, перед сваркой производят подогрев жидкой среды, находящейся в негерметичном замкнутом объеме в зоне стыка, до температуры кипения жидкости, камеры выполняют из

10 материала с малой теплопроводностью, при этом длину внутренней полости камер I выбирают в диапазоне 2 hl< i < 3 hl, где hl— суммарный припуск на оплавление и осадку одной детали, кольцевой зазор между стен15 ками свариваемых деталей и стенками камер выбирают в диапазоне hh < Ь< 2ЛЬ, где

Ь вЂ” кольцевой зазор, hh — максимальная высота грата, образующегося при осадке стыка, а скорость охлаждения стыка регули20 руют дозированной подачей охлаждающей жидкости в ограниченный камерой объем в зоне стыка,