Способ дуговой сварки

Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧЙРЫТИЙ К АВГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(46) 30.08.84. Бюл. В 32 (72) В.С. Виноградов, В.К. Колеснико Л.Б. Рогачевский иЮ.Н. Доронин (71) Московский авиационный технологический институт им. К.Э,Циолковского(56) 1. Технология электрической сварки плавлением. Под ред. Б. Е. Патона. М., Машгиз, 1962, с. 176.2. Авторское свидетельство СССР У 186052, кл, В 23 К 9/00, 1964 (прототип).(54) (57) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ, преимущественно деталей разных толщин, при котором на более тонкую деталь устанавливают теплоотводящий экран, о:т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества свар. ных соединений путем улучшения .условия формирования шва при сварке угловых и торцовых соединений, теплоотводящий экран устанавливают с зазором к поверхности тонкостенной детали, равным 0,2-0,35 ее толщины, на одном уровне со свариваемыми кром ками.1110575 10 Изобретение относится к дуговой сварке неплавящимся электродом с использованием защитных газов и может быть применено в различных отраслях машиностроения (авиастрое нии, химическом машиностроении, радиопромышленности и т,д.) для сварки преимущественно разнородных сплавов на основе меди.Известен способ дуговой сварки угловых и торцовых соединений 13.Получить стыковые швы таких соединений не вызывает особых затруднений, если детали имеют одинаковые физико-химические свойства, одина" 15 ковую толщину, превышающую размеры пятна нагрева источника теплоты.Однако при сварке деталей, мате.риалы которых имеют разные физико- химические свойства и толщины, по лучить швы удовлетворительного качества известным способом не представляется возможным, так как кромки таких швов несимметричны в отношении отвода тепла. Односторонний 25 сток тепла ведет к разогреву кромки тонкой детали и ее подплавлению. Жидкотекучий металл ванны натекает на боковую поверхность образцов, в результате чего образуются боко вые усиления шва (наплывы). Этим выз вано образование выпуклой линии сплавления металла шва с основным металлом. В итоге шов формируется с заниженным значением участка сплош. ности в критическом сечении, что не 35 допустимо при эксплуатации изделий.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к достигаемому эффекту, является способ дуго 40 вой сварки деталей разных толщин, при котором на более тонкую деталь устанавливают теплоотводящий экран что позволяет производить сварку толстостенных деталей с тонкостенными и различной их теплопровод 45костью 121.Однако известный способ характеризуется тем, что он совершенно непригоден к сварке угловых и торцовых соединений, а также налИчием прегра О ды (теплоотводящего экрана) на пути распространения газовой струи, приводящей к ее разрушенпо, что отрицательно сказывается на качестве защиты переплавляемого дугой метал ла и его формировании из-за дополнительной турбулизации потока при взаимодействии его с экраном. 2Цель изобретения - повьшение качества сварных соединений путем улуч.шения условий формирования шва присварке угловых и торцовых соединений,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу дуговойсварки деталей различных толщин,при котором на более тонкую детальустанавливают теплоотводящий экран,последний устанавливают с зазоромк поверхности тонкостенной детали,равным 0,2-0,35 ее толщины, на одном уровне со свариваемыми кромками,.На чертеже представлена схема,поясняющая предлагаемый способ.На чертеже приняты следующиеобозначения: сварочная горелка 1,поток 2 защитного газа; теплоотводящий экран 3, сборочно-сварочное приспособление 4; свариваемые детали5 и 6, сварной шов 7, толщины д и 3свариваемых деталей, участоксплошности,Перед сваркой детали 5 и 6 собираются в сборочно-сварочном приспособлении 4. Со стороны более тонкой детали устанавливают теплоотводящий экран 3 с технологическим зазором к боковой поверхности, Величина, зазора выбирается в пределах 0,2-0,35 толщины тонкой детали. С целью благоприятного растекания потока защит,ного газа 2 необходимо, чтобы торцовые поверхности свариваемых кромок и экрана находились на одном уровне в горизонтальной плоскости.В процессе сварки качественное фор мирование шва 7 со стороны детали меньшей толщины достигается за счет следующих факторов: в указанном выше зазоре из-за термического расширения газа создается воздУшная подушка с повышеннымдавлением,величина которого способна противодействовать силе тяжести расплавленного металла, не давая ему натекать на подплавленные кромки тонкой детали. Эластичная воздушная подушка не нарушает гидро- динамическую обстановку в сварочной ванне; введение охлаждающих элементов позволяет обеспечить более благоприятную схему теплоотвода от периферийных участков ванны со стороны тонкой детали и предотвратить появление наплывов. Одновременно изменяется и форма линии сплавления, становясь вогнутой в сторону основ1110515 ЛСоставитель А. ГавриловРедактор С. Лисина Техред Т.Маточка Корректор О. Тигор Заказ 6237/10 Тираж 1036 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП. "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного металла, за счет чего и увеличивается участок сплошности Ь в критическом сечении; наличие такого, теплоотводящегоэкрана благоприятно сказывается на формировании газовой защиты.При сварке в условиях интенсивного теплоотвода, что достигается установкой теплоотводящего экрана с плотным поджатием к кромке соеди" няемых деталей (в этом случае зазор равен нулю), формирование швов связано с возникновением дефектов в виде, пустот в корне шва и несплав-лений с лицевой стороны из-за нарушения гидродинамической обстановки в ванне и плохого растекания металла.При сварке деталей в условиях, когда зазор превышает верхний предел указанного соотношения давление, возникающее в зазоре, оказывается недостаточным для удержания жидкого металла сварочной ванны, в результате чего боковые поверх- . ности шва выходят за пределы толщины свариваемых деталей, образуя боковые усиления (наплывы).П р и м е р. Способ осуществлен при сварке латуни 196 толщиной д, равной 1,6 мм с латунью ЛС 59-1 толщиной 20 мм. Сварка проводилась на образцах размером 150 х 60 мм, которые сваривались на автомате АДСВ, позволяющем выполнять сварку неплавя. щимся электродом. Для питания дуги использовался источник с подающей вольт-амперной характеристикой ВДУ. Указанные образцы сварива" лись на следующем режиме: сварочный ток 3 - 280-290 А; напряжение на дуге 13-12 В; скорость Ч сварки О м/ч. Перед сваркой детали собиралисьв приспособление, которое обеспечивало плотное поджатие свариваемыхэлементов. К боковой поверхности 5 со стороны тонкой детали устанавливали теплоотвод с технологическимзазором 0,4 мм. Сварка выполнялась всреде защитного газа - аргона с расходом 12 л/мин.10 Предлагаемый способ обеспечиваетне только стабильное формование швапо всей длине сварного соединения,но и благоприятно отражается на характере структуры металла шва иоколошовной зоны, что подтверждается данными по изучению макро- и микроструктуры на оптическом микроскопеМИМ. Применение теплоотводящих 20 экранов способствует получению болеемелкозернистой структуры металла шваи околошовной зоны, изменяется инаправленность кристаллов, обеспе-.25чивающая меньшую склонность швовк образованию кристаллизационныхтрещин. Качество сварных соединений.оценивали также по результатам механических испытаний на отрыв. Разрушение образцов, полученных при по"мощи сварки по предлагаемому способу, происходило по основному металлу со стороны тонкой детали в отличие от образов, полученных поизвестному способу, где разрушение 35происходило по шву. Способ позволяет обеспечить надежную эксплуатациюузлов, представляющих собой сочетание толстостенного фланца с тонкостенной трубой, широко применяемыхв антенных устройствах в радиопромышленности.