Способ сварки плавлением поворотных стыков многогранных труб

 

Использование: энергетическое, химическое и другие отрасли машиностроения для соединения многогранных труб. Сущность изобретения: при сварке поворотного стыка многогранной трубы сварочную горелку постоянно поворачивают в плоскости стыка, сохраняя ее нормальное положение к поверхности трубы в точке сварки, и одновременно перемещают в осевом направлении, поддерживая постоянную длину дугового промежутка. 8 ил.

Изобретение относится к сварочному производству.

Целью изобретения является упрощение процесса перемещений сварочной горелки относительно стыка.

На фиг.1-4 показаны этапы способа сварки поворотного стыка трубы квадратного сечения, в котором угловая коррекция сварочной горелки осуществляется ее перемещением по дуге окружности, выпуклой в сторону от свариваемой трубы, а коррекция длины дуги производится линейным перемещением сварочной горелки по вертикали независимо от углового наклона горелки; на фиг.5-8 - аналогичные этапы способа с коррекцией длины дуги линейным перемещением сварочной горелки вдоль своей оси по направлению радиуса дуги окружности.

На всех позициях сварочная горелка 1 закреплена с возможностью углового перемещения по дуге 2 окружности, при этом ось 3 сварочной горелки 1 ориентирована по радиусу дуги 2 окружности в направлении ее центра 4, лежащего на вертикальной оси 5 угловых перемещений горелки 1 и пересекающей ось 6 вращения трубы 7 под прямым углом.

На фиг.1 показано положение сварочной горелки 1 в вершине многоугольного стыка трубы 7. Ось сварочной горелки совпадает с нормалью к касательной к скругленной вершине стыка (сварка в "горизонтальной" плоскости).

На фиг.2 показано положение сварочной горелки 1 на прямолинейном участке многоугольного стыка трубы 7, от вершины до середины грани, наклон которой относительно горизонтали составляет переменный угол 0-(+ 45)^о. Сварочная горелка совершает наклон вправо на соответствующий угол α относительно вертикали 5 (сварка на "спуск" по наклонной поверхности). Коррекция изменяемого расстояния между сварочной горелкой и свариваемой поверхностью осуществляется линейным перемещением сварочной горелки по вертикали независимо от углового положения горелки.

На фиг.3 показано положение сварочной горелки 1 в средней части прямолинейного участка грани трубы 7. Ось сварочной горелки совпадает с нормалью к плоскости свариваемой грани. Сварка на "горизонтальной" плоскости.

На фиг. 4 показано положение сварочной горелки 1 на прямолинейном участке многоугольного стыка трубы 7 от середины грани до вершины угла, наклон которой относительно горизонтали составляет переменный угол 0-(-45)^о. Сварочная горелка совершает угловое перемещение по дуге влево на соответствующий угол α относительно вертикали с последующим возвращением в вертикальное положение. Сварка на "подъем" на наклонной поверхности.

Позиции сварочной горелки 1 и свариваемой трубы 7 (фиг.5-8) аналогичны вышеуказанным на фиг.1-4. Разница заключается в том, что коррекция изменяемого расстояния между сварочной горелкой и свариваемой трубой осуществляется возвратно-поступательным перемещением сварочной горелки 1 вдоль своей оси по направлению радиуса дуги 2.

В этом случае при постоянной скорости вращения трубы 7 обеспечивается компенсирующая корректировка скорости сварки, т.е. при более высокой окружной скорости вблизи вершин углов трубы (фиг.6 и 8) приращения (+ Δ) и (- Δ) точки пересечения оси 3 сварочной горелки 1 с поверхностью трубы 7 стабилизируют скорость сварки.

П р и м е р. Способ опробован на аргонодуговой сварке неплавящимся электродом трубы квадратного сечения из стали ВИС-2. Толщина свариваемой стенки 2 мм. В качестве источника сварочного тока использовался ИСВУ-315.

Пространственная ориентация сварочной горелки относительно стыка обеспечивается устройством, состоящим из механизма линейного перемещения сварочной головки вдоль своей оси и механизма углового наклона оси горелки по направлению радиусов криволинейной направляющей и относительно точки (4).

Вращение трубы осуществляют в стандартном вращателе станка ФП-17.

Лучшие результаты по качеству сварки обеспечиваются по схеме, показанной на фиг.5-8, т.к. возникающая разность линейных скоростей (при постоянной скорости вращения трубы) компенсируется соответствующими смещениями (- Δ) и (+Δ ) точек пересечения оси 3 сварочной горелки 1 с верхней поверхностью стыка трубы 7. Угловой наклон сварочной горелки 1 обеспечивается программируемым перемещением ее по криволинейной направляющей 2.

На участках максимального наклона грани - угол наклона оси сварочной горелки к свариваемой поверхности может несколько отличаться от прямого в сторону его увеличения для компенсации силы тяжести расплава сварочной ванны.

Ориентировочный режим сварки: Ток сварки 60 А Напряжение на дуге 20 В Приведенная окруж- ная скорость сварки 10 м/ч Расход аргона 10 л/мин При сварке по предлагаемому способу обеспечивается качественное выполнение сварных швов на многогранных трубах автоматизированным процессом с достаточно равномерным формированием швов при отсутствии недопустимых наплывов металла и утонений. Неразрушающим контролем и металлографическими исследованиями установлено высокое качество металла шва.

Предлагаемый способ сварки обладает достаточной универсальностью, не требует сложных устройств по ориентированию поверхностей свариваемых изделий.

Формула изобретения

СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ ПОВОРОТНЫХ СТЫКОВ МНОГОГРАННЫХ ТРУБ, при котором горелку устанавливают по нормали к поверхности грани, а в процессе сварки производят поступательные и угловые перемещения горелки в плоксоти стыка, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса перемещений, угловое перемещение горелки производят по дуге окружности, выпуклой в сторону от свариваемой трубы, при этом ось сварочной горелки располагают по радиусу указанной дуги, а центр последней при поступательном перемещении горелки располагают на прямой, проходящей в плоскости стыка и пересекающей ось свариваемой трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8