Способ дуговой приварки полых стержней

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

-ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 77О694 (61) Дополнительное к авт. свид-яу— (22) Заявлено 07.07..78 (2t) 2640930/25-27 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.80. Бюллетень Йо 38 (511М К„з

В 23 К 9/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 791..75(088.8) Дата опубликования описания 17. 10. 80

B. А. Богдановский, В. М. Гавва, А. И. Гончаренко, А. И. Пономарев и В. A. Задорожный (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ ПРИВАРКИ ПОЛЫХ СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к дуговой сварке плавлением и может быть применено в судостроительной, машиностроительной и авиационной отраслях.

Известен способ приварки шпилек, заключающийся в том, что между торцами шпилек и поверхностью основного иэделия возбуждают дугу, горящую до образования жидкой прослойки на соединяемых поверхностях, после чего стержень прижимают к ванне иэделия (1).

Однако такой способ пюиварки шпилек применим. для стержней, диаметр которых соизмерим с размером активного пятна дуги. При увеличении стер-t5 жня пятно дуги, а с ним и столб дуги, перемещаясь хаотически по торцу стержня, неравномерно сплавляют его в зоне сварки, что вызывает дефекты типа неоплавлений и выплесков. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ дуговой приварки стержней,по которому торец стержня и изделия нагревают двумя дугами,.горящими одновре- 25 менно с неплавящегося промежуточного электрода, который устанавливают в зазоре между стеюжнем и изделием и удаляют при сближении стержня и изделия (21. 30

Однако существующие способы дуговой приварки стержней имеют ряд недостатков:

1. Большая скорость осадки стержня в жидкую ванну иэделия, которая обусловлена большим дуговым промежутком, равным двум длинам дуг плюс диаметр неплавящегося электрода; временем, необходимым на отвод неплавящегося электрода, так. как осадка происходит при отключенном источнике питания.

При большой скорости осадки стержня, особенно полого, происходит усиленное разбрызгивание жидкого металла и заполнение полости стержня жидким металлом, что снижает качество и ухудшает формирование шва.

2. Необходимость раздельной регулировки режима(мощности и длительности горения) каждой из дуг в зависимости от соотношения диаметра стержт ня и толщин изделия, что вызывает необходимость применять два и более источника питайия и усложняет процесс настройки аппаратуры.

Пель изобретения — разработка способа дуговой приварки полых стержней к изделию любой толщины и кривизны

770694 поверхности и получения качественного соединения.

Это достигается тем, что в полости стержня, расположенного на расстоянии от йзделия, устанавливают неплавящийся электрод, рабочую поверхность которого располагают ниже торца стержня на расстоянии дугового проме>кутка от поверхности иэделия.

Возбужденной дугой, горящей между неплавящимся электродом и иэделием, производят предварительный подогрев изделия, после чего полый стержень подают вдоль оси к изделию.

По мере приближения полого стержня к поверхности изделия, горящая дуга в соответствии с принципом са морегулирования переходит с неплавящегося электрода на торец полого стержня с образованием дуги между стержнем и изделием. При этом происходит оплавление кольцевой поверхности полого стержня и поверхности изделия с последующей осадкой полого стержня и образованием сварного соединения.

На фиг. 1 показан предварительный подогрев изделия дугой неплавящегося электрода с одновременным перемещением полого стержня вдоль оси; на фиг. 2 — оплавление соединяемых поверхностей полого стержня и изделия; на фиг.3 — сварное соединение мех<ду полым стержнем и иэделием после осадки;на фиг. 4 — схема устройства для конкретного осуществления предлагаемого способа.

Данным способом можно производить приварку полых стержней из малоуглеродистых, низколегированных и высоколегированных конструкционных сталей к изделиям из.аналогичных материалов.

Предлагаемый способ дуговой приварки полых стержней осуществляют следующим образом. В сопле 1 закрепляют полый стержень 2(бонку)нарух<ным диаметром 4-16 мм,высотой до

50 мм и толщиной стенки до 4 мм; в полости которого устанавливают не:плавящийся И-электрод 3 диаметром

1,0-6,4 мм(в зависимости от размеров привариваемого стержня),который одним концом жестко крепится к корпусу устройства, а рабочий его участок располагают ниже торца полого стержня 2.

Полый стержент 2(бонку)зажимают пружинящим кольцом 4, а подачу сопла;1 с закрепленным полым стержнем 2 ос ществляют штоком пневмоцилиндра 5.

Вертикальным перемещением установки полый стержень 2 с установленным в нем Ф-электродом 3 подводят к изделию на расстОяние дугового промежутка.

При включении источника питания между рабочей поверхностью неплавяще. гося электрода 3 и изделием б с помощью осциллятора возбу>кдают дугу, 55

Предлагаемый способ дуговой при-варки полых стержней повышает качество сварных соединений и расширяет диапазон толщин изделий, к которым производят приварку стержней, что обусловлено следующими факторами: осуществлением плавной осадки полого стержня под током в жидкую ванну изделия, предотвращающей затекание жидкого металла внутрь стержня и исключающей : выплеск жидкого металла которой производят предварительный подогрев изделия б до 1400-1500 С.

После Предварительного подогрева изделия б посредством штока пневмоцилиндра 5 сопло 1 с полым стержнем 2 плавно подают вдоль оси к поверхности изделия б в зону ионизированного газового потока, образованного дугой неплавящегося электрода 3. При этом, дуга, горящая с неплавящегося электрода 3, переходит на кольцевой торец полого стержня 2 в соответствии с принципом саморегулирования и в течение 0,5-2,0 с, в зависимости от величины тока дуги и размеров полого стержня 2, оплавляет кольцевую по15 верхность его торца и поверхнссть изделия б. После оплавления к стержню 2 приклацывают усилие Р, под действием которого происходит осадка стержня с образованием сварного соеЩ динения.

Тепловая мощность дуги предварительного подогрева и дуги, горящей между торцом полого стержня 2 и изделием 4, регулируется в зависимости от толщины изделия и размеров привариваемых стержней.

Приварка полых стержней предлагаемым способом может производится в, среде защитных газов(аргон, гелий и их смесей),подаваемых из сопла I (стрелка А). В качестве конкретного примера осуществления приварки полых стержней предлагаемым способом может служить приварка стержня из малоуглеродистой стали диаметром 12 мм и толщиной стенки 2,0 мм к изделию толщиной 20 мм из аналогичной стали.

Вертикальным перемещением устройства W-электрод 3 диаметром 4,0 мм и полый стержень 2 устанавливают относительно изделия на расстоянии 78 и 12 мм соответственно. С подачей защитного газа между И-электродом 3 и изделием 4 возбу>кдают дугу и подогревают иэделие до T=1400-1500 С на

45 режиме: 1З=370-400А; И =16-18В в течение 2,5-3,0 с.

После. подогрева производят подачу полого стержня к изделию до момента перехода дуги на торец стерх<ня, и в течение 1,0-1,2 с происходит его on50 лавление, после чего с усилием около

0,5 кг и скоростью 0,5 см/с производят осадку стержня до образования сварного соединения.

770694

Формула изобретения

4uz.!

Nuz.z и образование неоплавлений и прочих дефектов; позволяет регулировать величину тепловложения одним источником питания при толщине изделия, значительно превышающей толщину стенок стержня, благодаря предварительному подогреву поверхности изделия, что удеюаевляет и упрощает оборудование; позволяет осуществить равномерное оплавление в зоне сварки кольцевой поверхности полого стержня и поверхности изделия, что улучшает формирование сварного шва.

Способ дуговой приварки полых стержней к изделию, при котором первоначально производят предварительный подогрев изделия вольфрамовым электродом, а затем оплавление стержня и его осадку, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем уменьшения разбрызгивания и расширения диапазона свариваемых толщин, вольфрамовый электрод при предварительном подо реве располагают внутри привариваемого стержня так, чтобы его рабочий участок выступал за торец стержня, а оплавление стержня производят путем подачи полого стержня к изделию до перехода дуги с неплавящегося электрода на стержень. источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. "Технология электрической сварки плавлением". Под ред. Б. E. Патона. Иашгиз, 1962, с. 161.

2. Авторское свидетельство СССР

9 483212, кл. В 23 К 9/20, 1971.

770694

Составитель Г. Тютченкова

Редактор Г. Нечаева Техред Н.Граб Корректор И, Муска

Закан 7346/13 Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, )(-35, Уаушская наб., д. 4/5 .

Филиал IIIIII"Патент", г. ужгород, ул. Проектная,4