Способ дуговой сварки полос в среде защитных газов



Способ дуговой сварки полос в среде защитных газов
Способ дуговой сварки полос в среде защитных газов
Способ дуговой сварки полос в среде защитных газов

 

B23K101/16 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2430819:

Открытое акционерное общество Акционерная холдинговая компания "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения имени академика Целикова" (ОАО АХК "ВНИИМЕТМАШ") (RU)

Изобретение относится к способу дуговой сварки в среде защитных газов полос на специализированных машинах, которые устанавливаются в непрерывных металлургических агрегатах, например травильных линиях, агрегатах укрупнения или формирования рулонов. Обрезку полос производят с зазором между ножами с образованием заусенцев на торцах полос. Полосы укладывают на сварочную медную подкладку заусенцами вверх. Прижимают их сварочными зажимами. Перемещают сварочную горелку вдоль состыкованных полос и осуществляют сварку неплавящимся электродом. Технический результат заключается в получении сварных швов оптимальной для прокатки формы - заподлицо с полосами за счет оптимизации подготовки концов полос под сварку с получением излишка металла свариваемых полос вблизи плоскости стыка перед сваркой. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к сварочному производству, а именно к способам сварки полос, выполняемой на специализированных машинах, которые устанавливаются в непрерывных металлургических агрегатах, например травильных линиях, агрегатах укрупнения или формирования рулонов.

К свариваемым соединениям полос, которые затем подают на холодную прокатку, предъявляются высокие требования не только по пластичности и прочности, но и по форме швов. Так как сварные соединения прокатываются вместе с полосами, то на них действуют усилия, приближающиеся к пределу текучести для данного материала, и при заходе в прокатную клеть стыки не должны ударно воздействовать на валки. Такое воздействие приводит к возрастанию усилий в очаге деформации и может вызывать обрывы сварных швов при прокатке и повреждение прокатных валков. Наиболее приемлемыми сварными швами, поступающими на прокатку в укрупненных сваркой рулонах или сформированных рулонах из полос, являются швы, сваренные или зачищенные заподлицо с полосами. Сварные швы, выполняемые в среде защитных газов с подачей присадочной проволоки, практически всегда имеют усиление и требуют последующей зачистки. Наиболее трудно получить сварные швы заподлицо с полосами при сварке в среде защитных газов неплавящимся электродам в тех случаях, когда присадку невозможно применить из-за несоответствия его химического состава с химическим составом полос, например, при сварке полос из прецизионных сплавов. Применяемые в этих случаях плазменная или аргонодуговая сварка без присадочной проволоки всегда дают уменьшение сечение в стыке в виде мениска из-за угара расплавленного металла. При транспортировке такого шва с ослабленным сечением к прокатному стану легко можно получить складку по месту шва, а при заходе такого шва в прокатные валки происходит торможение, вызывающее нарастание усилия на шов, что часто приводит к его обрыву.

Известен способ подготовки сварных швов, полученных газоэлектрической сваркой, для улучшения их прокатываемости уменьшением толщины металла в местах сплавления сварного шва с основным металлом, при этом местам сплавления придают форму цилиндрических канавок глубиной 0,3…0,5 мм (см., например, авт.св. №688306 (СССР) B23K 9/16 / Гражданкин С.Н., Владимиров С.М., Соколов В.А. и др. Опубл. в БИ №36, 1979, с.39).

Однако такой способ обработки сварного шва перед прокаткой малопроизводителен и не может быть применен в непрерывных металлургических агрегатах.

Известен также способ обработки сварного шва с нанесением на поверхность шва микрорельефа в виде прямолинейных однонаправленных рисок вдоль или поперек швов (см. авт.св. №796241 (СССР) C21D 07/04, B23K 11/00 / Мазур В.Л. Опубл. в БИ №36, 1979, с.39). Этот способ подготовки сварного шва позволяет уменьшить коэффициент трения в момент его прокатки за счет увеличения толщины смазочной пленки в очаге деформации.

Однако этот способ трудно применять на практике, так как для этого следует сразу после сварки контролировать свойства шва, например, замером твердости или другим неразрушающим способом контроля для сравнения со свойствами основного металла полос, чтобы определить направление микрорельефа либо предварительно сваривать образцы - свидетели.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ соединения концов полос под сварку (см. авт.св. №1625638, SU, B23K 37/40 / Иванов В.А., Соколова О.В., Булыгин А.Д. и др., опубл. в БИ №5, 1991, с.40), при котором подготовку под сварку концов полос осуществляют встроенными в устройство ножницами двойного реза.

Однако при этом рез в ножницах обеих полос осуществляется при перемещении верхнего суппорта вниз и заусенец всегда направлен в сторону сварочной подкладки, то наличие заусенцев не дает возможности плотно прижать полосы к ней и приводит к образованию прожогов и вытеканию металла шва снизу полос. Поэтому ножи ножниц всегда настраивают без зазора, чтобы предупредить образование заусенцев, а это не дает возможности использовать избыток металла в виде заусенцев для компенсации угара расплавленного металла шва.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение сварных швов с необходимой для прокатки формы, а именно заподлицо с полосами за счет возможности подготовки концов полос под сварку при наличии излишка металла свариваемых полос вблизи плоскости стыка перед сваркой.

Технический результат достигается тем, что в способе дуговой сварки полос в среде защитных газов, включающем подготовку свариваемых концов обрезкой гильотинными или дисковыми ножами, установку полос под сварку на медной подкладке без зазора между торцами полос и сварку, обрезку полос производят с зазором между ножами с образованием заусенцев на торцах полос, полосы укладывают на сварочную медную подкладку заусенцами вверх, прижимают их сварочными зажимами, перемещают сварочную горелку вдоль состыкованных полос и осуществляют сварку неплавящимся электродом.

Заявляемый способ дуговой сварки полос в среде защитных газов приведен на фиг.1, 2 и 3.

На фиг 1 показано поперечное сечение концов полос после обрезки на ножницах с гарантированным зазором перед установкой под сварку;

на фиг.2 показано поперечное сечение стыка (незаштрихованный участок на чертеже) полос толщиной 3 мм из горячекатаной стали Х18Н10, обрезанных с заусенцами (показаны на чертеже) на торцах и сваренных неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа - аргона;

на фиг.3 показано поперечное сечение стыка полос толщиной 3 мм из горячекатаной стали Х18Н10Т, обрезанных без заусенцев на торцах и сваренных неплавящимся вольфрамовым электродом в среде защитного газа - аргона.

Оба сварных образца сварены на одном и том же режиме сварки:

- диаметр вольфрамового электрода 1 мм,

- сварочный ток 220-230 А,

- напряжение сварочной дуги 22-24 В,

- скорость сварки 0,9 м /мин,

- расход аргона 15 л/мин.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом: подготовленные, обрезанные свариваемые полосы 1 и 2 укладывают заусенцами 3 вверх на медной подкладке 4 без зазора между торцами, прижимают их сварочными зажимами 5 и 6, перемещают сварочную горелку 7 вдоль состыкованных полос и осуществляют сварку неплавящимся электродом 8 с получением сварного шва 9 требуемой для прокатки формы.

Концы полос, подготовленные к сварке на ножницах с гарантированным зазором, имеют некоторый излишек основного металла вблизи торцов в виде заусенцев (фиг.1).

Излишек металла при сварке компенсирует угар расплавленного металла и заполняет зазор между торцами и образует шов заподлицо с состыкованными полосами (фиг.2). Так как полосы сварены без присадочного металла, то металл шва имеет литую структуру, незначительно отличающуюся от структуры основного горячекатаного металла полос. После прокатки рулонов со сварными швами и промежуточного отжига сварные швы по свойствам неотличимы от основного металла полос и могут оставаться в изделиях.

Шов полос, которые обрезаны без заусенцев, имеет ослабление в поперечном сечении в виде мениска 10 из-за угара расплавленного металла и заполнения им небольшого (макроскопического), но все же имеющегося при установке зазора между торцами свариваемых полос (фиг.3). Такое ослабление сечения шва при прокатке вызывает обрывы сварных швов.

Таким образом, предлагаемый способ дуговой сварки полос в среде защитных газов, включающий подготовку свариваемых концов обрезкой гильотинными или дисковыми ножами, установку полос под сварку на медной подкладке без зазора между торцами полос и сварку, при котором обрезку полос производят с зазором между ножами с образованием заусенцев на торцах полос, полосы укладывают на сварочную медную подкладку заусенцами вверх, прижимают их сварочными зажимами, перемещают сварочную горелку вдоль состыкованных полос и осуществляют сварку неплавящимся электродом, позволяет:

- более эффективно использовать сварочные дуговые машины, установленные в высокопроизводительных непрерывных металлургических агрегатах для получения на них сварных швов полос, пригодных для последующей холодной прокатки укрупненных или сформованных сваркой рулонов;

- исключить дополнительную обработку швов при подготовке их к прокатке;

- исключить обрывность сварных соединений при прокатке, приводящих к выводу из строя прокатных валков, тем самым повысить ресурс работы прокатного оборудования.

Способ дуговой сварки полос в среде защитных газов, включающий подготовку свариваемых концов обрезкой гильотинными или дисковыми ножами, установку полос под сварку на медной подкладке без зазора между торцами полос и сварку, отличающийся тем, что обрезку полос производят с зазором между ножами с образованием заусенцев на торцах полос, полосы укладывают на сварочную медную подкладку заусенцами вверх, прижимают их сварочными зажимами, перемещают сварочную горелку вдоль состыкованных полос и осуществляют сварку неплавящимся электродом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сварки и родственных технологий, в частности к наплавке изделий из легких сплавов. .

Изобретение относится к горелке для дуговой сварки в среде защитных газов и может найти применение при сварке в узкой разделке с отношением глубины к ширине 20:1 и более изделий, содержащих толстолистовые сварные конструкции, в тяжелом и среднем машиностроении, судостроении и военно-промышленном комплексе.

Изобретение относится к способу дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа первой детали с первой стенкой и торцевой кромкой со второй деталью со второй стенкой и кромкой, причем обе детали сваривают друг с другом вдоль поверхности соединения между упомянутыми кромками, вдоль которой первая стенка образует выступающий угол со второй стенкой.

Изобретение относится к области сварки стыковых соединений из алюминиевых сплавов и может быть использовано в авиастроении, ракетостроении, судостроении и при изготовлении панельных конструкций.

Изобретение относится к области сварки и родственных технологий, в частности к наплавке изделий из легких сплавов. .

Изобретение относится к электродуговой сварке и может быть использовано при ручной или автоматической сварке в машиностроении. .

Изобретение относится к горелке для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов и может найти применение в машиностроении при изготовлении сварных конструкций.

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к малогабаритной горелке для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа, и может найти использование при работе в затесненных условиях при изготовлении сварных конструкций.

Изобретение относится к способам восстановления изношенных поверхностей деталей машин цилиндрической формы. .

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в машиностроении, судостроении и других отраслях промышленности при изготовлении и монтаже различных узлов и конструкций, включающих детали и изделия из меди или ее сплавов и стали.

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам изготовления стальных осесимметричных сварных конструкций ответственного назначения, и может быть использовано при сварке сложнопрофильных конструкций, включающих сочетание разнотолщинных элементов.

Изобретение относится к способу устранения дефектных углублений, полученных при механической обработке заготовок рабочих колес компрессоров и турбин. .

Изобретение относится к способу соединения по меньшей мере двух пластинчатых компонентов, в частности по меньшей мере двух металлических листов, для формирования облегченной конструкции.

Изобретение относится к способу изготовления труб контактной сваркой сопротивлением и может найти применение при изготовлении труб для нефтяных скважин. .

Изобретение относится к области изготовления деталей сложной формы с применением дуговой сварки в среде защитного газа, а именно к способам изготовления штампосварных доньев из высокопрочных сталей мартенситного класса типа 28Х3СНМВФА, 30ХСНВФА, 12Х3ГНМФБА.

Изобретение относится к способам сварки разнородных металлов лазерным излучением и может быть использовано, в том числе, в области машиностроения. .

Изобретение относится к способу изготовления трубы, получаемой контактной сваркой сопротивлением, и может найти использование для изготовления трубопроводов нефтяных скважин.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сварному соединению, и может быть использовано в автомобилестроении в виде конструкционных элементов. .

Изобретение относится к способу сварки материалов высокоэнергетическими источниками излучения, например лазерным, плазменным или электроннолучевым, и может быть использован для сварки изделий из тонколистовых и разнородных материалов различного назначения в химической, электронной и радиотехнической промышленности.

Изобретение относится к сварочному производству, а точнее к способам и устройствам для замоноличивания сваркой кромок гофр стенок корпусов трансформаторов, и может быть использовано в энергомашиностроении при изготовлении гофростенок сварных корпусов трансформаторов с протяженными поверхностями активного охлаждения.
Наверх