Способ стыковой сварки оплавлением



Способ стыковой сварки оплавлением
Способ стыковой сварки оплавлением
Способ стыковой сварки оплавлением

 


Владельцы патента RU 2510315:

Калмыков Василий Семенович (RU)
Калмыкова Вера Васильевна (RU)

Изобретение может быть использовано при стыковой сварке оплавлением деталей из одинаковых или различных материалов. Между торцами деталей, площадью Sторц дет, размещают прокладку. Материал прокладки выбирают с учетом температуры ликвидуса Т0л дет материала деталей. Площадь поперечного сечения той части прокладки, которая находится в контакте со свариваемыми деталями, меньше, чем площадь поперечного сечения остальной части. Нагрев торцов деталей осуществляют пропусканием тока через прокладку, а осадку деталей производят в два этапа. Предварительную осадку проводят на величину не более 0,5 мм для каждой детали при достижении температуры торцов деталей Т0торц=0,8 Т0л дет. При достижении температуры ликвидуса материала прокладки осуществляют окончательную осадку с усилием Focaд=0,9σ0,2·Sторц дет. Способ позволяет упростить процесс стыковой сварки оплавлением и получить надежное сварное соединение с минимизацией влияния нагрева при сварке на структуру деталей. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в процессах стыковой сварки оплавлением деталей как из одинаковых, так и различных материалов.

Известен способ стыковой сварки, при котором на свариваемых деталях закрепляют токоподводы, связанные с источником тока, приводят в контакт свариваемые торцы деталей, которые затем разогревают до определенной температуры пропусканием тока через детали, после чего производят осадку деталей и их последующее охлаждение с получением сварного соединения (JP 56-165568, В23К 11/24, 1981).

Недостатком известного способа являются изменения структуры свариваемых деталей, поскольку при пропускании через них сварочного тока кроме торцов деталей существенному нагреву подвергаются и сами детали. Кроме того, при таком способе весьма проблематичным является сварка деталей из различных материалов.

Известен способ соединения сваркой разнородных элементов, при котором используют промежуточную прокладку из соответствующего материала, которую сначала приваривают к одному из соединяемых элементов, а потом сюда приваривают другой элемент, после чего проводят термообработку - диффузионный отжиг (ЕР 0467881, В23К 11/20, 1992).

Недостатком указанного способа является сложность сварочного процесса.

Известен также способ стыковой сварки непрерывным оплавлением, принятый за прототип, заключающийся в том, что размещают свариваемые детали в зажимах сварочной машины, устанавливают на деталях токоподводы, приводят детали в соприкосновение друг с другом и включают в работу сварочную машину по установленной программе изменения параметров сварочного тока, оплавления и осадки. При оплавлении торцов деталей и достижении на них заданной температуры производят осадку деталей на требуемую величину, после чего охлаждают сваренные детали (SU 737156, В23К 11/04, 1980).

Недостатки прототипа те же, что и указанные выше для приведенных аналогов.

Задачей данного изобретения является получение надежного сварного соединения с минимизацией при этом влияния процесса сварки на структуру деталей, которые могут быть как из одинаковых, так и различных материалов, а также упрощение при этом сварочного процесса.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе стыковой сварки оплавлением, включающем нагрев торцов свариваемых деталей с помощью электрического тока до их оплавления, осадку деталей на необходимую величину при достижении заданной температуры на торцах деталей и последующее охлаждение деталей, сварку деталей, выполненных из одного или разных материалов, осуществляют в среде защитного газа, а между торцами деталей размещают прокладку, выполненную из материала с температурой ликвидуса:

T0л прокл.≥Т0л дет max+100°C,

где Т0л прокл. - температура ликвидуса материала прокладки,

Т0л дет max - температура ликвидуса материала деталей или максимальная из двух, если материал деталей разный,

При этом площадь поперечного сечения той части прокладки, которая не находится в контакте со свариваемьми деталями, больше, чем площадь поперечного сечения той части прокладки, которая находится в контакте с деталями. Нагрев торцов деталей осуществляют путем приведения их в контакт с прокладкой и пропусканием тока через нее, а осадку деталей производят в два этапа - сначала предварительную осадку на величину не более 0,5 мм для каждой детали при достижении температуры торцов деталей Т0торц=0,8 Т0л дет max, а затем, при достижении температуры той части прокладки, которая находится в контакте со свариваемыми деталями, температуры ликвидуса материала прокладки - окончательную осадку с усилием Focaд=0,9 σ0,2mах Sторц дет,

где σ0,2mах - условный предел текучести материала деталей (максимальный из двух, если материал деталей разный),

Sторц дет - площадь свариваемых торцов деталей,

до образования грата, который затем удаляют механическим путем после полного охлаждения деталей.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показана схема осуществления сварки;

на фиг.2 показана прокладка, размещаемая между деталями;

на фиг.3 показано полученное сварное соединение деталей.

Способ осуществляется следующим образом.

Свариваемые детали 1 размещаются в соответствующем устройстве, обеспечивающем необходимую осадку деталей (условно не показано). Между деталями 1, которые могут быть выполнены как из одного, так и из разных материалов, устанавливается прокладка 2. Материал прокладки 2 выбирается из условия:

T0л прокл.≥Т0л дет max+100°C,

где Т0л прокл. - температура ликвидуса материала прокладки,я

Т0л дет max - температура ликвидуса материала деталей или максимальная из двух, если материал деталей разный.

При этом площадь поперечного сечения той части прокладки 2, которая не находится в контакте со свариваемыми деталями 1, больше, чем площадь поперечного сечения той части прокладки, которая находится в контакте с деталями. Это необходимо для сосредоточения нагрева прокладки при пропускании через нее электрического тока в зоне торцов деталей, поскольку нагрев проводника обратно пропорционален площади его поперечного сечения. После этого торцы деталей 1 приводят в контакт с прокладкой 2, через которую пропускают ток, для чего по ее внешним краям делают специальные токоподводы 3, например, из меди. При этом осуществляется нагрев прокладки 2 и соответственно нагрев торцов деталей 1. Сварочный процесс при этом ведется в среде защитного газа. Процесс нагрева при пропускании тока через прокладку может производиться по заданной программе (например, путем соответствующего изменения параметров тока). При достижении температуры торцов деталей Т0торц=0,8 Т0л дет max осуществляют предварительную осадку деталей 1 на величину не более 0,5 мм для каждой детали, при этом торцы деталей внедряются на указанную величину в прокладку, что способствует интенсификации дальнейшего процесса нагрева и оплавления торцов деталей. Далее, при достижении температуры той части прокладки 2, которая находится в контакте со свариваемыми деталями 1, температуры ликвидуса материала прокладки производят окончательную осадку деталей с усилием Fосад=0,9 σ0,2max Sторц дет,

где σ0,2max - условный предел текучести материала деталей (максимальный из двух, если материал деталей разный),

Sторц дет - площадь свариваемых торцов деталей.

В процессе окончательной осадки выдавливают расплавленный материал прокладки, находящийся между торцами деталей 1, которые находятся в оплавленном состоянии и сдавливаются между собой до образования грата 4, который затем удаляется механическим путем после полного охлаждения деталей. Контроль за температурой в процессе сварки может осуществляться, например, с помощью тепловизора.

Для получения качественного сварного соединения на случай, если материал расплавленной прокладки после окончательной осадки частично остается между деталями и смешивается с их материалом, желательно выбор материала прокладки, кроме указанного выше условия, производить с возможностью образования в процессе сварки твердых растворов материала деталей и материала прокладки.

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс стыковой сварки оплавлением и получать надежное сварное соединение с минимизацией при этом влияния процесса сварки на структуру деталей.

1. Способ стыковой сварки деталей оплавлением, включающий нагрев их торцов с помощью электрического тока до оплавления, осадку деталей на необходимую величину при достижении заданной температуры на торцах деталей и охлаждение деталей с последующим удалением грата, отличающийся тем, что сварку осуществляют в среде защитного газа, при этом между торцами деталей размещают прокладку, площадь поперечного сечения части которой, находящейся в контакте со свариваемыми деталями, меньше, чем площадь поперечного сечения остальной части, и материал которой выбирают из условия:
л прокл.≥Т°л дет +100°C,
где Т°л прокл. - температура ликвидуса материала прокладки,
Т°л дет - температура ликвидуса материала одной из деталей,
при этом нагрев торцов свариваемых деталей осуществляют после приведения их в контакт с прокладкой путем пропускания через нее тока, а осадку деталей производят в два этапа, причем сначала осуществляют предварительную осадку на величину не более 0,5 мм для каждой детали при достижении температуры торцов деталей Т°торц=0,8 Т°л дет, а затем, при достижении части прокладки, находящейся в контакте со свариваемыми деталями, температуры ликвидуса ее материала производят окончательную осадку с усилием Focaд=0,9σ0,2·Sторц дет,
где σ0,2 - условный предел текучести материала одной из деталей,
Sторц дет - площадь свариваемых торцов деталей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал прокладки выбирают из условия образования с материалами деталей после сварки твердых растворов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сварке деталей, выполненных из разных материалов, выбирают Т°л дет, соответствующую максимальной температуре ликвидуса материала одной из деталей, а σ0,2 - соответствующий максимальному условному пределу текучести материала одной из деталей.



 

Похожие патенты:

Способ может быть использован при соединении контактной сваркой оплавлением железнодорожных стальных рельсов, в частности из заэвтектоидной рельсовой стали с высоким содержанием углерода.

Изобретение относится к сварочному производству, к способам контактной стыковой сварки оплавлением изделий различного сечения. Способ включает установку и зажатие в сварочных губках свариваемых изделий, предварительное оплавление и сжатие свариваемых торцов, предварительный подогрев проходящим током, контроль распределения температуры, нагрев изделий и последующие оплавление и осадку.

Изобретение может быть использовано для центровки рельсов в машине контактной стыковой сварки. В зону стыкуемых торцов рельсов вводят манипулятор с расположенными на нем датчиками расстояния и корректируют с помощью сервомеханизмов положение зажатия концов свариваемых рельсов путем их вертикального и горизонтального перемещения.

Сварочная головка может быть использована для соединения контактной стыковой сваркой оплавлением крайних участков двух секций рельсового пути. Две полуголовки (10) сварочной головки расположены одна напротив другой с возможностью скольжения одной относительно другой в продольном направлении.

Изобретение относится к машине для контактной стыковой сварки рельсов и может использоваться как при сварке отдельных рельсов, так и при сварке длинных рельсовых секций с предварительным натяжением, а также при ремонте рельсовых путей в полевых условиях.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к охлаждению зоны сварного соединения рельса непосредственно после сварки. .

Изобретение относится к атомной энергетике и может применяться в установках для контактно-стыковой сварки, герметизирующих с помощью заглушек стержневые тепловыделяющие элементы (твэлы) тепловыделяющих сборок энергетических ядерных реакторов.

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к устройствам для зачистки соединений полос при контактной стыковой сварке оплавлением, выполняемой на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в прокатном производстве для укрупнения рулонов и обеспечения непрерывности работы металлургических агрегатов.

Изобретение относится к области авиационной и энергетической промышленности и может быть использовано при изготовлении и ремонте моноколес турбомашин методами стыковой сварки с оплавлением, при этом части моноколес могут быть сделаны как из одинакового, так и из разного материала. Способ включает предварительное изготовление лопаток и диска, а затем последовательную приварку всех лопаток к диску. При этом между свариваемыми торцами лопаток и выступов диска размещают прокладку, выполненную из материала с температурой ликвидуса , где - температура ликвидуса материала свариваемых лопаток и диска, и который с материалами лопаток и диска после сварки образует твердые растворы. Сначала пропускают ток через свариваемые лопатку и диск и одновременно производят осадку диска на лопатку с усилием Focaд≤0,1σ0,2maxSторц, где σ0,2max - условный предел текучести материала лопатки и диска, Sторц - площадь свариваемых торцов. При достижении температуры свариваемых торцов осуществляют пропускание тока только через прокладку до достижения температуры ликвидуса материала прокладки, после чего производят окончательную осадку диска. После окончания приварки всех лопаток к диску лопатки подвергают соответствующей механической обработке. Способ позволяет упростить процесс изготовления моноколес и получить надежное сварное соединение с высокими прочностными характеристиками и минимизацией при этом влияния процесса сварки на структуру материала деталей моноколеса. 2 ил.

Изобретение может быть использовано для контактной стыковой сварки оплавлением прутков или стержней, выполняемых на специализированных сварочных машинах, устанавливаемых в волочильном производстве, для укрупнения бунтов проволоки, а также в строительстве при соединении арматурных стержней. Подвижный и неподвижный зажимы электродов сварочной машины оснащены твердосплавными полувтулками, имеющими на обращенных друг к другу сторонах режущие кромки. После оплавления и осадки изделий на заданный припуск и отключения сварочного трансформатора снимают усилие осадки в цилиндре перемещения подвижного зажима. Приподнимают верхний электрод неподвижного зажима на 0,05 мм. Роликом, установленным со стороны неподвижного зажима, приподнимают изделие с отрывом его от нижнего электрода неподвижного зажима. Подают давление в цилиндр перемещения подвижного зажима сварочной машины с постепенным его увеличением до проскальзывания изделия в электродах неподвижного зажима и срезания грата режущими кромками его полувтулок. Технический результат заключается в повышении производительности сварки изделий круглого сечения за счет совмещения операций сварки и зачистки грата сразу после осадки при сохранении нагрева высаженного металла с одновременным уменьшением износа зажимных поверхностей токоподводящих электродов. 2 ил.

Изобретение относится к строительству трубопроводов и может быть использовано при укладке с баржи подводных трубопроводов большого диаметра из стальных труб с бетонной изоляцией. Комплекс оборудования для сварки морских трубопроводов содержит установленные на плавучем судне узел захвата конца укладываемого трубопровода, узел подачи отдельных труб, узел сварки, манипулятор, узел зачистки наружных поверхностей торцов отдельных труб, внутренний центратор, узлы снятия наружного и внутреннего грата. Вутренний центратор выполнен с возможностью изменения расстояния между его центрирующими домкратами и снабжен механизмом продольного перемещения и прижатия отдельной трубы к концу плети трубопровода. Узел захвата конца укладываемого трубопровода снабжен механизмом его продольного перемещения. Узел сварки выполнен в виде наружной сварочной машины стыковой контактной сварки оплавлением и совмещен с узлом снятия наружного грата. Узел захвата укладываемого трубопровода с механизмом продольного перемещения, узел сварки с узлом снятия наружного грата, узел подачи отрезка трубопровода и внутренний центратор с механизмом продольного перемещения и узлом снятия внутреннего грата установлены соответственно на тележках, установленных на направляющих продольного перемещения с возможностью соединения между собой. Узел зачистки наружных поверхностей торцов отдельных труб размещен параллельно узлу подачи отдельных труб. Узел снятия внутреннего грата может быть выполнен в виде планетарных резцов с системой копирования обрабатываемой поверхности и установлен между центрирующими домкратами внутреннего центратора или в виде проходного калибра и установлен на конце внутреннего центратора. Узел подачи отдельной трубы может быть выполнен с возможностью ее вращения. Комплекс оборудования для сварки морских трубопроводов может содержать участок термообработки, размещенный на тележке совместно с узлом захвата конца укладываемого трубопровода. Сварное соединение образуется на одном посту, что обеспечивает одинаковое высокое качество соединений и требует небольшое количество персонала для обслуживания комплекса. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение может быть использовано при контактной стыковой сварке труб из углеродистых и легированных сталей. Во внутреннюю полость труб перед сваркой подают инертный газ, в который вводят газообразные галогениды при следующем соотношении инертного газа и газообразных галогенидов, мас.%: инертный газ 80…97, газообразные галогениды 3…20. Инертный газ выбирают из группы: аргон, гелий. Газообразный галогенид выбирают из группы: фторид кремния, хлорид кремния, фторид бора, фторид серы, фреон. Способ контактной стыковой сварки позволяет улучшить качество сварных соединений и механические характеристики сварных соединений труб. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение может быть использовано при контактной стыковой сварке длинномерных изделий, в т.ч. профильного проката и труб. На поверхность свариваемых труб наносят активирующий флюс. На внешнюю поверхность наносят слой соли или смеси солей, выбранных из группы фтористых солей щелочных и щелочноземельных металлов. На внутреннюю поверхность наносят слой соли или смеси солей, выбранных из группы хлористых солей щелочных и щелочноземельных металлов. Щелочные металлы выбирают из группы: литий, калий, натрий, а щелочноземельные металлы выбирают из группы: кальций, барий, магний. Способ контактной стыковой сварки позволяет улучшить качество сварных соединений и механические характеристики сварных соединений труб. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к кольцу (1) подшипника, в частности роликового подшипника, которое изготавливается из сортового проката (2) прямого профиля, который изгибается в кольцевую форму, при этом кольцо (1) подшипника соединяется в процессе сварки встык оплавлением и дополнительно содержит дополнительный компонент (8), заключенный в материал кольца подшипника. Дополнительный компонент (8) является датчиком. Изобретение дополнительно относится к способу изготовления такого кольца (1) подшипника из сортового проката (2) прямого профиля. Технический результат: получение простым способом кольца (1) подшипника с полностью заключенным в него дополнительным компонентом (8). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к кольцу (1) подшипника с фланцем (7), которое изготовлено из сортового проката фасонного профиля из высокоуглеродистой стали и содержит по меньшей мере одно сварное соединение, полученное при стыковой сварке оплавлением. Кольцо (1) выполнено с внутренней периферийной поверхностью и наружной периферийной поверхностью. Одна периферийная поверхность имеет дорожку качения для тел качения. Кольцо (1) дополнительно содержит фланец (7), выполненный с возможностью обеспечения крепления кольца (1) к механическому элементу. Фланец (7) выступает от кольца (1) по существу в радиальном направлении. Кроме того, изобретение относится к способу изготовления подобного однородного кольца (1) с фланцем (7) из не изогнутого в продольном направлении сортового проката фасонного профиля. Технический результат: создание однородного кольца подшипника с фланцем простым образом. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении детали подшипника, например в виде сварного кольца или сегмента кольца, которая подвергается переменным механическим напряжениям, в частности, при качении или качении и скольжении. Деталь (10) подшипника выполнена из подшипниковой стали и содержит по меньшей мере одно сварное соединение, полученное стыковой сваркой оплавлением. Деталь выполнена из стали, содержащей, по массе, максимум 20 ppm серы, максимум 15 ppm кислорода и сульфидные включения. Менее 5% упомянутых сульфидных включений содержат инкапсулированные или внедренные оксидные включения. Упомянутая сталь также содержит элемент, выбранный из группы: Са, Mg, Те или лантаноид, такой как Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb или Lu, в количестве 10-30 ppm по массе. Сварное соединение детали подшипника обладает высокой стойкостью к усталостному разрушению. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к улучшенному кольцу подшипника и способу его изготовления. Кольцо (160) подшипника имеет внутреннюю и наружную периферию, также имеет дорожку качения для элементов качения на одной из упомянутых периферий, причем кольцо подшипника имеет зубчатую структуру на одной из упомянутых периферий, а также имеет по меньшей мере одно сварное соединение (151). Сварное соединение (151) образовано посредством стыковой сварки оплавлением. Предпочтительно, зубчатая структура и/или дорожка качения образованы посредством прокатки, обработки резанием или их комбинации. Технический результат: разработка улучшенного кольца подшипника с зубчатой структурой на его периферии, которое изготовлено с использованием стыковой сварки оплавлением, что обеспечивает исключительное прочное сварное соединение. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Настоящее изобретение относится к шовообжимной клети. Она включает в себя комбинацию неподвижного участка 10, установленного в месте соединения линии производства свариваемых электросваркой сопротивлением труб, в котором обжимные валки, за исключением левого и правого верхних валков, разъемно собраны, и подвижного участка 20, располагающегося над неподвижным участком 10, внутри которого левый и правый верхние валки разъемно собраны, при этом подвижный участок наклоняется, принимая сторону задней поверхности в качестве точки поворота, по направлению к этой же стороне из положения сборки на неподвижном участке 10 в отведенное положение для открывания верхней части неподвижного участка 10. Подвижный участок 20 приводится в действие и побуждается совершать переменно-возвратное движение между положением сборки и отведенным положением с помощью исполнительных механизмов 24 типа цилиндров в качестве приводного механизма 40. В отведенном положении подвижный участок 20 располагается над устройством 50 для шлифования наплавленного валика, предусмотренным на стороне задней поверхности неподвижного участка 10, с передней поверхностью, обращенной вверх. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх