Устройство для электрошлаковой сварки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14 01.75 (21) 2089804/-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.77.Бюллетень № 15 (45) Дата опубликования описания 26.05.77 (51) М. Кл.

B 23 К 25/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР

IIo делам изаоретений и открытий (53) УДК 621.791.

793.037 (088.8) (72) ABTop E М. Кузмак, Н. Н. Кошелев, А. H. Хакимов, n. A. Ефименко, изобретения Т. В. Яшунская, М. С. Скудицкий, С. А, Зандберг-Бергер и Л. М. Бронштейн (71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой прэмышленнэсти им. И, X. Губкина (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к сварочной технике, в частности, к электрошлаковой сварке с регулированием термических циклов.

Известно устройство для регулирования термических циклов при электрошлаковой сварке, включающее формирующие ползуны и прикрепленные к нижней части ползунов наборы основных форсунок с каналами для подачи охлаждающего реагента.

Однако известное устройство не позволяет осуществлять регулируемый интенсивный теплоотвод от нагретого металла только после появления его из-под ползуна в процессе вторичной кристаллизации.

В связи с этим регулировать термический цикл удается только на стадии охлаждео ния с температурой порядка 950 С. Следствием этого недостатка является отсутствие возможности подавления интенсивного роста и перегрева зерна аустенита на стадиях нагрева и охлаждения металла сварочного соединения, Кроме того, известное устройство не позволяет осуществлять зональное регулирование параметров термических циклов сварки. Этот недостаток особенно сушественен для термоупрочненных сталей.

Для достижения необходимой структурно-механической однородности сварных соединений, например, при сварке термоупрочненной стали типа 10Г2ФР, скорость охлаждения на участке неполной перекристаллизации (разупрочнения) должна быть щ примерно в 3 раза выше, чем на околошовном участке.

Цель изобретения — повысить качество сварных соединений путем обеспечения оптимальных параметров термических циклов

1н отдельных участков зоны термического влияния в процессе первичной и вторичной кристаллизации от температур, близких к температуре плавления.

Это достигается тем, что предлагаемое

20 устройство оснащено дополнительными наборами форсунок, установленными на боковых поверхностях формирующего ползуна, причем площадь рабочей поверхности дополнительных и основных наборов форсунок не

25 менее плошади, ограниченНой изотермами

554974 с максимальными температурами, близкими к температуре плавления, с одной стороны, и с температурой Ас или температурой отпуска с другой стороны, соответственно, для структурно-равновесных или термоупроч- 5 ненных сталей.

На фиг, 1 изображено устройство, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 — то же, вид сверху; на фиг. 4.аксонометрическое изображение устройства.

Устройство представляет собой набор форсунок 1 и 2 щелевого типа, установленных на боковых поверхностях ползуна и за ползуном 3. Охлаждающая среда через щели 4 поступает в направляющее сопло 5 форсунки, площадь 6 выходного отверстия которого определяет рабочую поверхность форсунки. С этой площади охлаждающая среда поступает на свариваемое Изделие, обеспечивая охлаждение поверхности металла, ограниченной изотермо" Ас

Ограничение зоны охлаждения изотермой максимальных температур, соответствующих критической точке Ас< и температуре отпуска объясняется тем, что именно на участках зоны термического влияния с максимальной температурой нагрева в диапазоне Тпл. — Ac è Тпл. — Т отпуска происходят наиболее неблагоприятные изме-нения стуктуры и свойств сталей, нормализованных и термически упрочненных сООт» ветственно. Это выражается в понижении показателей ударной вязкости зоны термического влияния, нагреваемой в области температур Тпл. — Ас, и в потере проч- з5 ности зоны термического влияния, нагреваемой преимущественно в области температур Ac — Ас, и Ac — Т отпуска основного металла.

Равнопрочность сварных соединений мож- 4о но обеспечить только при условии, что площадь рабочей поверхности форсунок не менее площади, ограниченной изотермами указанных температур.

Устройство обеспечивает дифференциро- 45 ванную подачу охлаждающего реагента на отдельном участке зоны термического влияния в процессе сварки. Переменная по зоне термического влияния интенсивность охлаждения создается за счет подвода к форсун- 5О кам 1 и 2 сред с различным коэффициентом теплоотдачи или регулирован"я расхода среды. Так, требуемые для термоупрочненной стали типа 10Г2ФР условия могут быть обеспечены, например, при подаче че- 55 рез форсунки 1 газовой среды, а через форсунки 2 — жидкой среды или за счет возможности подвода и форсунки 1 воды после предварительного подогрева ее при прохождении через каналы формирующего шва ползуна, С этой целью каналы подачи охлаждающей среды ползуна 7 и форсунок 8 соединены, а к боковым и нижней граням ползу на сделаны приливы 9 с каналами 10, обеспечивающими подачу охлаждающей среды из ползуна в форсунки 1, Одновременно эти приливы служат для крепления блока форсунок 1 и 2.

Охлаждающая среда подается в форсунки при помощи шлангов 11 (трубок) для воды и воздуха.

Расход ее регистрируется специальными приборами (например счетчиками расхода жидкости, манометрами) . Устройство регулирования параметров термических циклов начинает работать одновременно с си стемой движения ползунов по изделию. В течение всего процесса сварки осуществляется регулирование параметров термических циклов.

В результате применения предлагаемого устройства при ЭШС достигается во:-ьможность обеспечения заданных, оптимальных для каждого конкретного участка зоны термического влияния, йараметров термических циклов сварки, которые способствуют образованию структур с благоприятным комплексом механических свойств.

Формула изобретения

Устройство для электрошлаковой сварки, содержащее формирующие ползуны и прикрепленные к нижней части ползунов наборы основных форсунок с каналами для подачи охлаждающего реагента, о т л ича ющ еес я тем, что, с цельюповышения качества сварных соединений путем обеспечения оптимальных параметров термических циклов отдельных участков зоны термического влияния в процессе первичной и вторичной кристаллизации от температур, близких к температуре плавления, оно оснащено дополнительными наборами форсунок, установленными на боковых поверхностях формирующих ползунов; причем площадь рабочей поверхности дополнительных и основных наборов форсунок не менее площади, ограниченной изотермами с максимальными температурами, близкими к температуре плавления, с одной стороны, и с температурой конца структурных превращений— с другой стороны.

554974

1 1 1 1

Фиг.5

Фиг.Ф

Составитель Н. P ашупкин

РедактоР Л. НаРоднаЯ ТехРед А. Демьинова КоРРектоР А Гринденко

Заказ 387/6 Тираж 1232 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4