Способ стыковой сварки давлением

(19) (11) 51) 4 В 23 К 1/04 11/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й. Способ позвоологические возлов и других изде ляет расширить те можности с чество сва включает н арки т ных со уб и повысить кадиненийСпособ рцов труб и осадк ествляют в два тале нагрев произ ющейся в магнитно на торцах распла ла, а на втором -удоволекгрев тев осущ причем н горский.В.Чеэтапа. Наводят дугополе, до иленного сл вом а лучения метал нагрев теплом, выделяющимся трических контакта торцов. Если торцы ны и имеют неровно гревом вращающейся оплавление торцов щимся в электричес сближении торцов,(54) СПОСОБ СТЫКОВОЙ СВАРНИЕМ(57) Изобретение относитсясварки и может быть примесварки толстостенных труб бласти дляых ва 1 з.п.ф-ль ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К АВТОРСКОМ,ФСВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ордена Ленина и ордена Тго Красного Знамени институттросварки им.Е.О.Патона(56) Патент США 9 3937916,кл. В 23 К 9/08, 1976. при сближении труб не параллельти, то перед надугой производят еплом, выделяюих контактах при1268343 20 Изобретение относится к сварке иможет быть применено для сварки толстостенных труб, полых валов и других изделий.Цель изобретения - расширение технологических воэможностейсварки труб (возможность сварки толстостенных труб различной длины) иповьппение качества сварных соединений.Согласно предлагаемому способунагрев свариваемых торцов осуществляют в два этапа, На первом этапенагрев осуществляют дугой, вращающейся в магнитном поле, до полученияна торцах расплавленного слоя металла, а затем на втором этапе производят нагрев оплавлением. После окончания оплавления включают осадку. Если торцы труб не параллельны и имеютнеровности, то перед нагревом торцов труб вращающейся дугой производят их оплавление,Как известно процесс нагреватруб вращающейся дугой характеризуется высоким эффективным и термическимКПД процесса, достигающим 807. Нагрев торцов труб вращающейся дугой на, первой стадии процесса дает возможность быстрого достижения темпера-,туры плавления свариваемых торцовтруб. Однако при этом характереннеравномерный нагрев торцов труб потолщине стенки. Кроме того, получение жидкой пленки, равномерно покрывающей торцы труб затруднительно,на второй стадии процесса производится кратковременное оплавление торцов труб, которое приводит к вьгравниванию температуры торцов (по сечению труб) к получению торца, равномерно покрытого жидкой пленкой металла.Далее осуществляется осадка свариваемых торцов, причем значения параметров осадки (скорость и усилиеосадки) могут быть снижены и принятызначения, характерные для процессаоплавления. При этом в предлагаемомспособе отсутствуют сложные магнитные системы. Применение предлагаемого способа позволяет снизить металлоемкость установок, так как снижаются удельные давления и скоростьосадки. Снижение значений этих параметров приводит к возможности использования оборудования для контактной сварки. 2Для оценки эффективности предлагаемого способа выполняют серию сварок труб 7=х 15 из стали марки Ст,З,Лабораторная установка для реализации способа содержит механизм зажима свариваемых труб, механизм осадки труб с устройством для перемещения подвижной части машины в диапазоне скоростей 0,1-150 мм/с, электромагнитную систему, охватывающуюсвариваемые трубы, электрическуюсхему управления, источники питанияВДУи ВДУ, трансформатордля осуществления процесса оплавления мощностью 60 кВА, силовые тиристорные контакторы для коммутации силовых сварочных цепей. Способ стыковой сварки давлением осуществляется следующим образом,Свариваемые трубы, между которыми устанавливается зазор 2,5 мм, зажимаются механизмами зажима труб установки, В зазоре плавкой перемычкой воз" буждается дуга, Взаимодействие тока дуги с магнитным полем внешней магнитной системы приводит дугу во вращение. Производится нагрев торцов труб вращающейся дугой в течение30 с при 1=500 А, П:=35 В. В момент образования жидкого металла на торцахтруб производится отключение источников питания вращающейся дуги ВДУ 1201 и электромагнитов, осуществляется быстрое сближение труб до их соприкосновения и включается трансформатор для проведения стадии оплавления. В течение 5 с осуществляется оплавление нагретых торцов труб с начальной скоростью 0,4 мм/с и конечной 1,5 мм/сВеличина непрерывного оплавления при этом составляет 5 мм (на обе стороны). Затем производится сближение труб со скоростью 20 мм/с и осадкатруб с усилием 170 кН,При этом величина осадки составляет 9 мм, а общее время сварки 35 с.Испытания партии сварных соедине; ний, выполненных указанным способом, на растяжение, загиб планок и удавную вязкость показали равнопрочность их основному металлу. Исследование изломов сварных соединений показало отсутствие недопустимых дефектов (окислов, непроваров, матовых пятен и дре) а343 Составитель К.БыковецТехред А,Кравчук Корректор М.Самборская Редактор С.Пекарь Заказ 59 б 9/2 Тираж 1001 ПодписчоеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 3Для соединения труб с толщиной стенки 12,7 мм и диаметром 80 мм необходимы следующие параметры сварки: ток вращающейся дуги 500 А при напряжении 32 В, время сварки 21 с, скорость осадки 150 мм/с, удельное давление осадки 7 кгс/ммгПроведенные эксперименты со снижением скорости осадки до 80 мм/с и2 удельного давления до 4 кгс/мм при О сохранении остальных параметров сварки показали, что прочность сварных соединений ниже прочности основного металла. В изломах соединений наблюдаются окислы и другие дефекты, занимающие до 257. площади сечения.Для сравнения эффективности применения предлагаемого способа со стыковой сваркой непрерывным оплавлением проводят серию сварок труб ана О логичного сечения.Режим и параметры сварки труб непрерывным оплавлением следующие: величина укорочения труб (общая) 26 мм, величина оплавления 18 мм, величина 25 осадки 8 мм, время сварки 00 с.Испытания серии сварных соединений на растяжение, загиб и ударную вязкость показали стабильность качества соединений. ЗОАнализируя"результаты испытаний, расход металла труб на сварку и электроэнергии, время сварки по указанным способам, можно сделать вывод,что предлагаемый способ являетсяболее экономичным и производительнымспособом сварки толстостенных труб. Ф о р м у л а изобретения 1. Способ стыковой сварки давлением преимущественно толстостенных груб из электропроводных материалов, включающий нагрев торцов труб дугой, вращающейся в магнитном поле, и их осадку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений и расширения технологических воэможностей сварки труб, свариваемые торцы труб нагревают дугой, вращающейся в магнитном поле, до образования на них жидкой пленки металла, а затем перед осадкой торцы сближают до соприкосновения и окончательно нагревают теплом, выделяющимся в электрических контактах при сближении торцов.2. Способ по и.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью стабилизации зазора между торцами свариваемых труб, предварительно перед нагревом торцов труб вращающейся дугой производят оплавление торцов труб теплом, выделяющимся в электрических контактах при сближении торцов.