Способ сварки плавлением стыковых соединений труб

(51)5 В 23 К 9/16 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ия ПЗ0,5 тол- оличест- получеают в за она сос едут запрох ода, При мическоиниро ПЕНИЕМ СТЫКОГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТПРИ ПЛАНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРР 524641, кл. В 23 К 9/16, 1974.(54) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ(57) Изобретение относится к технологии сварки неплавящимся электродомс предварительно укладываемым присадочным элементом и может .быть использовано в химическом, энергетическомстроительстве и других отраслях народного хозяйства, .особенно присварке труб. Цель изобретения - повышение качества сварных соединенийи производительности при сваркерафинированных сталей с малым содержанием серы и других активных элементов, На предварительно выполненнуюна соединяемых кромках со стороны дуги проточку укладывают выступающийнад кромками присадочный элемент(ПЭ), который расплавляют в процессесварки. ПЭ выбирают с повышеннымсодержанием серы. Ширину ПЗ берутравной 0,81,0 толщины свариваемого металла, величину заглубления ПЭ.в проточку .устанавливают по расчет 2ной формуле. Высоту выступа устанавливают равной 0,3 до щины свариваемого металла. во проходов, необходимых дл ния сварного шва, устанавли висимости от ширины ПЭ, Есл тавляет менее 3 мм, сварку один проход 3 до 6 мм - за да, свыше 6 мм - за три про сварке сталей различного х го состава ПЭ выполняют ком ным из по химическому составу, близком мическому составу свариваемых материалов. Эти части располагают в проточке противоположнс кромкам, имеющим другой химический состав, При двухпроводной сварке сталей различногохимического состава первый проход осуществляют со стороны части ПЭ, содержащего в своем составе химические элементы, которые увеличивают проплавляющую способность Я дуги. При трехпроходной сварке первый проход выполняют по центру ПЭ со сквозным проплавлением, а затем осу- юваа ществляют поочередную его сварку по краям с неполным проплавлением, при (,ф этом возможно применение сварки с использованием трех дуг. Способ обеспе- Я) чивает,возможность сварки сталей одного структурного класса, но различных по химическому составу и свариваемости, а также рафинированных сталей и разнородных металлов. 7 з,п. ф-лы, 14 ил., 3 табл. :ФеюЭв1586874 2. 1 Ф Патай Реда Шул роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 23 ВЯИИПИ Г Составитель Г. ТютченковаТехред И дндык Коррек Тираж 653 Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Изобретение относится к сварке, в частности к способу сварки стыковых соединений неплавящимся электродом с предварительно укладываемым присадочным элементом, и может быть использовано в химическом и энергети-, ческом строительстве и в других отраслях народного хозяйства при сварке ответственных конструкций из ста лей одного структурного класса, . различающихся по химическому составу и свариваемости, а также нри сварке рафинированных сталей и разнородных материалов. 15.Целью изобретения является повышение качества сварных соединений и производительности при сварке рафинированных сталей с малым содержанием серы и других активных элементов.На фиг,1-6 представлены основные типы присадочного элемента соответственно целое прямоугольное кольцо, то же скосом одной грани; составное . по высоте заглубления); целое коль" цо с заглублением в одну свариваемую кромку для сварки рафинированной стали с нерафинированной; составноевдоль оси трубы) кольцо из частей с различным химическим составом для сварки рафинированной стали с не- рафинированной; целое круглое кольцо (из проволоки); на фиг, 7-9 - схема сварки с целым кольцом прямоугольного сечения за два прохода; на фиг. 10-12 - схема сварки с целым кольцом прямоугольного сечения за три прохода; на фиг.13 и 14 - схема . сварки с целым кольцом прямоугольного сечения за один проход. 4Способ осуществляют следующим образом. где КО,КА - коэффициенты эквивалентности действия кислорода 0 и других активных элементов по отношению к содержанию серы, коэффициент эквивалентности. которой принят за 1;Ом, Я - содержание кислорода иМдругих активных элементовв свариваемом металле,7;03 п 1 А 1- содержание кислорода идругих активных элементов 0 в присадочном элементе, %;И1 А - содержание кислорода, серы и других активных элементов, принятое за эта-лон для присадочного элемента, нли содержаниепо ГОСТУ.Для применения присадочного элента других сечений (фиг.2,4 и 6)состоящего из составных частейвысоте заглубления (фиг,3), отличных от прямоугольного (фиг.1), принятые размеры корректируют, исходяиэ условий обеспечения неизменнойплощади сечения и постоянной долиучастия присадочного элемента в образовании сварного шва.Размеры частей приса о элемента с различным химич сос химиеталла 45 очного нта бесвари:ме о за авлие таг ры в основном М тавом В зависимости от толщиныческого состава свариваемогпо табл. выбирают тип присэлемента.Ширину присадочного элемрут равной 0,81,0 толщиньваемого металла, величинуглубления Ь в проточку усвают по формулеЯЯ1-0 Л(1- )К олщина свариваемого метыа, мм;одержание семеталле, %; Б - содержание серы в присадсчи- ном элементе, Ж;Я - содержание серы в присадочном элементе, принятое заэталон, %;К - коэффициент пропорциональности, учитывающий влияниедругих активных элементовв основном металле и присадочном элементе,а высоту выступания присадочного элемента над кромками устанавливают равной 0,30,5 толщины свариваемого материала, Коэффициент пропорциональности К учитывает влияние других активных элементов в основном металле и присадочном элементе, которые следует учитывать только при значительной разнице в их содержании. При небольшой разнице в содержании активных элементов коэффициент К принимается равным 1, в других случаях устанавливается по формулевыполненных швов,Выбранные размеры присадочного элемента обеспечивают размеры сварного шва в соответствии с заданными по технической документации.Результаты химического анализа основного металла по линии сплавленияи металла шва при сварке отечественнои11 1 стали со сталью фирмы Сандвик и "Кобе Стел" приведены в табл,З.Благодаря выбранным величинам заглубления присадочного элемента,в основной металл все стыковые соедииеания одной толщины изразных материалов свариваются на одном и том же режиме.Способ обеспечивает возможность сварки сталей одного структурного класса, но различных по химическому составу и отличающихся по свариваемости, возможность сварки указанных сталей на одном и том же режиме при применении расчетйой величины заглубления, облегчение процесса сварки за счет изменения размеров лрисадочного элемента, возможность сварки рафинированных сталей и разнородных металлов. формула изобретения 1. Способ сварки пяавлением стыковых соединений труб, при котором на предварительно выполненную на соединяемых кромках со стороны дугин проточку укладывают выступающии над кромками присадочный элемент, ширину и высоту которого выбирают в зависимости от.толщины свариваемого металла, а сварку производят путем расплавления присадочного элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений и производительности при сварке рафинированных сталей с малым содержанием серы и других активных 5 158687выбираются опытным путем с четомобеспечения химической однородностиметалла шва по выбранным элементам,а также получения шва с требуемым5химическимсоставом.Присадочный элемент обычно изготавливают из труб отечественного производства большего типоразмера, обеспечивающего требуемые размеры присадочного элемента, с большим содержанием серы, чем у свариваемогометалла, При равном или меньшем содержании серы в присадочном элементезаглубления его в основной металл не 15Жтребуется. Содержание серы в приса- .дочном элементе не должно превышатьдопустимого значения по требованиямГОСТа например, для стали 08 Х 18 Н 10 Т0,027). Присадочный элемент может.20быть изготовлен из сварочной проволоки с теми же требованиями по содержанию серы,Сборка сварного соединения с заглублением предварительно выбранного . 25присадочного элемента осуществляетсяпо возможности без боковых и вертикальных зазоров. Зазоры не должныпревышать 0,3 мм.Сварка соединения с предварительно уложенным присадочным элементомосуществляется за два прохода. Вовремя первого прохода проплавляютосновнои металл с частичным расплавлением йрисадочного элемента путем установки горелки под углом 60-70к сваринаемой поверхности, а при втором проходе расплавляют оставшуюсячасть присадочного элемента, располагая горелку над ними или также 40под углом .60-70 О (Фиг, 7-9) .При достаточно большой ширине присадочного элемента 6 мм сварку осуществляют за три прохода, сначала выполняя сквозное проплавление по цент-.ру, а затем сварку ведут поочереднопо краям присадочного элемента илиодновременно двумя или тремя горелками, расплавляя оставшуюся часть присадочного элемента (фиг.10-12). ПридостаТочно малой ширине присадочного .элемента ( 3 мм ) сварку ведут за одинпроход, выполняя сквозное проплавление,с одновременным расплавлениемвсего присадочного элемента (фиг.13. и 4).Производят импульсно-дуговую сварку с шаговым перемещением неплавящегося электрода стыковых соединений 4 6труб ф 57 У 3,5 ии иа стали 08 Х 1810 Т отечественных поставок и поставок зарубежных фирм (".Кобе Стел", "Сумитомо", "Сандвик" ), 574,25 фирмы "Валлоурес", ф 121 й 5 мм иэ стали 1 ОХСНД (электрошлакового переплава), а также труб отечественного производства с трубами фирм "Кобе Стел", и "Сандвик".Типы и размеры присадочного элемента, применяемого при сварке, приведены в табл.1, в табл.2 - размеры/ М т эквивакоэффи лентно лорода ных .эл шению ры ко иент йствия кисожно ти д и др мент сод ффиц гих актив- в по отноржанию сеент эквии 5, о что первыи части элеменсоставе химиалентности корннят за 1; величиваю рода иэлемен ь дуги. и 5, от -что сна- проплавлени мента присадочного э т сварку по ег по цент краям с не тем полнымлавление 5 и 7, о тчто сварк 8, Спосл и ч а ю элементов, присадочный элемент берут с повышенным содержанием серы шириной,равной.0,8;1,0 толщины свариваемого металла, а величину заглубления Ь ррисадочного элемента в проточку устанавливают по формулеь 0,53(1- -ф к,8 этгде о - толщина свариваемого металла, мм;3 - содержание, серы в свариваеМмом металле, %;8 - содержание серы в присадочином металле в %1 15Я.т " содержание серы в присадочном металле, принятое заэталон, %;К - коэффициент пропорциональности, учитывающий влияние других активных элементов, определяемый по формуле содержание кисло других активныхтов в свариваемом металле, %;содержание кислорода и других активных элементов в присадочном металле, %;",1 1 А 1 - содержание кислородаи других активных элментов в присадочном металле, принятое заэталон, %.,при этом высоту выступания присадочного элемента устанавливают равной0,3-0,5 толщины свариваемого металла,2, Способ по п. 1, от л и ч а ющ и й с я тем, что при ширине присадочного,элемента менее 3 мм сваркуведут за один проход,3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при ширине присадочного элемента 3. до 6 мм сваркуведут за два прохода.4. Способ по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что при ширине,вставки более 6 мм сварку ведут затри прохода,5, Способ по пп, 1-4, о т л нч а ю щ и Й с я тем, что при сваркесталей различного химического составаприсадочный элемент выполняют комбинированным из частей, по химическомусоставу близких к химическому составусвариваемых металлов, причем эти части в проточке располагают противопоам, имеюшим другои хи ческии состав.6. Способ по пп. 1,3, л и ч а ю щ и й с я тем проход ведут со стороны та, содержащего в своем ческие элементы, которые проплавляюшую способност7. Способ по пп. 1,4 л и ч а ю.щ и й с я тем ала выполняют сквозно об по пп, 1,4 щийся те едут тремя электродами(чъФ Ь ГЪ цЪ счФ 1 Ф цЪ в 1 Ф цЪ л 1 щФ цЪцЪ 1 ф в сч овЭ цЪ в г 1 ф сч 3 Д ф 1Э цЪ ФчФч 1 цЪ л фчцЪ лцЪ о в цЪ л в 1 цЪ о а цЪ л цЪм М 4 М 4 МфМфММ 4 Л С ф О Ч О О 4 С 4 О%С 4 С 4 С Сч Ч СЧ 4 СЧ СЧ Ч 1М 4 М 4 Лф мфцС Фмсч мг м 44 Сч м 4М 4 4 СО ОЛ-фМ мо ж о х ф ф1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 111 ах41 С 4ао охх а1 Е Ч.ц 44 м м4 С М 4 ц11 4гЛ х в с о .О х о 6 6 о х а с ф 1 в х о о х о о 1 11 11Р 1 1Х 11 Ю 1Х 1 фХ 1 1ф Э 1 4 1О 1 В 1 в1 л Зф О 1 аь+ В 1 ОС Е 1 1 О 4 2 1 фХ 6 Х 1 О 1 1Г1 1 11 хф 1 аа хфх эхх 1 й 1 1 ф1 1 64 1 1 1 1 1 3 В Х 1 1 1 Ф Х Е 1 в х 1 ав И%воо 66сохосхсохфЕ. 14оххх в вэхохо ф44 6ХС оакыо соо вфХ 4 Хаххсоха вф со- ф овдхВ оСф щ со ,о аов вон хОфоффо аф2фхаох вх х е41 46 фф фаааЮ фо вф Бхаф ха вдффО СО МсЧ мсч ОООл е ООО 1йо 11 счсч 1 ООО 1 л лМСЧ ее СЧ а ООООО ООО О ОООООлО ссай СЧСС 31 сЧсОЛМОщФе 4 1 в в в а л ,И 1 ОООООО М С 3 Г л в ООО