Способ автоматической сварки углового соединения трубы с фланцем

(51)5 В 9 73В 23 К 101:06 ОМИТЕТОТНРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТ РСКОМ В КА нию сваннои вар. арки полетру осо- щит(21) 4497696/27(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ УГЛОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБЫ СФЛАНЦЕМ(57) Изобретение относится к области автоматической электродуговой сварки в средезащитных газов неповоротных угловых стыков горизонтально расположенных труб сфланцем преимущественно плавящимсяэлектродом и может быть использовано длясварки технологических трубопроводов. Цельизобретения - повышение качества сварного соединения за счет обеспечения равноИзобретение относится к автоматической электродуговой сварке в среде защитных газов неповоротных угловых стыков горизонтально расположенных труб с фланцами, преимущественно, плавящимся электродом и может быть использовано для сварки технологических трубопроводов.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения за счет обеспечения равномерного заполнения сечения шва по всему периметру сварного соединения при катете шва 4 -0 мм,Способ осуществляют следующим образом.Перед сваркой углового соединения горизонтально расположенной неповоротной трубы с плоским фланцем сварочную горелку устанавливают в верхней точке свармерного заполнения сечения шва по всему периметру сварного соединения при катете (К) шва 4 - 1 О мм. При сварке с поперечными колебаниями электродной проволоки последнюю задерживают на трубе на время 0,1 - 0,15 с и на время 0,15 - 0,2 с при та 1 щине трубы соответственно 2 - 6 мм и 6 8 мм. На фланце проволоку задерживают на время О,5 - 0,2 с и 0,2- - 0,25 с при тащине фланца 10 - 15 мм и 16 - 25 мм соответственно. При этом амплитуду колебаний изменяют по закону А=У - (р+япс, где А - амплитуда поперечных колебаний проволоки (мм ), ср - угол положения электродной проволоки относительно вертикальной оси поперечного сечения трубы (град.), Ф - катет сварного шва (мм), р -- коэффициент, равный 3 при первом проходе и 1 при втором проходе при заваркешва. Способ позволяет добиться гарантированного сплавления металла проволоки с основными металлами трубы и фланца по всему периметру шва.табл. ного соединения радиально по отноше к трубе и фланцу (угол между осью рочнои горелки и касательной, проведе к поверхности трубы, составляет 90). с ку производят на установке для св трубы и фланца и равномерного за нения сечения шва по всему перим сварного соединения автоматическим с бом плавящимся электродом в смеси за ных газов (80%Аг+20 ОСО). После установки сварочной горелки в исходное положение включают источник сва. рочного тока и механизм подачи электродной проволоки, После зажигания электри. ческой дуги и наведения сварочной ванны включают механизм поперечных колебаний сварочной горелки, обеспечивающий коле 1627354А =Ф - (Р+ ЯпГ), бания конца электродной проволоки по заданному закону где Аамплитуда поперечных колебанийэлектродной проволоки (мм);Й - катет сварного шва (мм);- угол положения сварочной горелкиотносительно вертикальной оси поперечного сечения трубы, град;-- коэффициент, равный 3 при первомпроходе и 1 при втором проходе,и задержки его при смене направления колебания на поверхности трубы на время 0,10 - 0,20 с и на поверхности фланца на время 0,15 - 0,25 с.Время задержки электродной проволокина поверхности трубы назначается следующим образом: при 5., 2 - 6 мм, Т, -- 0,в О, 5 с; при 5,. 6 - 8 мм, Т, -- 0,15 - 0,2 с, где 5, - толщина стенки трубы, мм; 7, величйна задержки, с на поверхности трубы.Время задержки электродной проволокина поверхности фланца определяется следующим образом; при 5 ф от 10 до 15 мм, 7 ф =0,15 0,2 с; при 54, от 16 до 25 мм, 7 ф =0,2 0,25 с, где 5, толщина фланца, мм; 7 о, - . время задержки на поверхности фланца, с.Время задержки электродной проволокиопределено опытным путем: при времени задержки ниже нижних пределов (менее 0,10 с на трубе и О,5 с на фланце) возможно несплавление, при времени задержки выше верхних пределов возможны подрезы основного металла и стекание расплавленного металла сварочной ванны.Одновременно включают привод перемещения сварочной горелки с механизмом колебания вокруг трубы. При этом движение горелки начинается от верхнего положения. Отсчет угла перемещения сварочной горелки производят от вертикальной оси в плоскости поперечного сечения трубы (сварного соединения) по направлению движения горелки.Форма сварного шва при сварке неповоротного соединения зависит от положения поверхности расплавленного металла сварочной ванны, величин и направления сил, действующих на нее (сила тяжести, газодинамическая сила электрической дуги, электромагнитная объемная сила, силы поверхностного натяжения, реакции твердых стенок).В различных пространственных положениях направление и величина этих сил меняются, при этом металл ванны в каждый момент сварки стремится занять положение динамического равновесия.Г 1 ри сварке в нижнем положении, когдасварочная горелка находится вверху (р=О), сварочная ванна находится в наиболее бла 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 гоприятном положении. В этом случае твердые стенки удерживают ванну от вытекания, а силы тяжести и газодинамическая сила электрической дуги придают ей оптимальную форму. По мере перемещения сварочной ванны на вертикальный участок от =0 до =90 газодинамические силы электрической дуги изменяют направление и при =90 действуют перпендикулярно силе тяжести. При этом расплавленный металл подтекает под дугу и ширина сварочной ванны увеличивается. Чтобы это компенсировать, величину амплитуды поперечных колебаний плавно уменьшают до 1 мм при р=90. При сварке на участке от Г=90 до = 180 направление газ динамической силы электрической дуги продолжает изменяться и при ц =180 противодействует силе тяжести. При этом ширина сварочной ванны уменьшается, шов становится узким и высоким. Для того чтобы ширина шва и его катет соответствовали заданному, величину амплитуды колебаний плавно увеличивают. При сварке на подъем от =180" до =270 газо- динамические силы электрической дуги вытесняют жидкий металл в нижнюю хвостовую часть ванны и под действием силы тяжести шов принимает резко выраженную форму узкого валика с увеличенной высотой. Чтобы растянуть сварочную ванну поперек шва и уменьшить ее высоту, величина амплитуды поперечных колебаний электродной проволоки плавно увеличивается при р=180 и при ЮГ=270,На участке сварного шва от р=270 до Г=360 ширина сварочной ванны по мере перемещения ее в положение у=360 увеличивается за счет сил реакции твердых стенок и изменения направления действия газодинамической силы электрической дуги. При этом величина поперечных колебаний конца электрода плавно снижается при у= =270 и при ср=360Пример. Осуществляли сварку неповоротной горизонтально расположенной трубы из стали 10 с плоским фланцем из стали СТЗсп в смеси защитных газов (80 ЯАг+ +20 СО) сварочной проволокой диаметром 1,0 мм марки СвГ 2 С на следующих режимах:Ток сварки, А 25Напряжение на дуге, В 18Скорость сварки, мм/с 2,7Частота поперечных колебаний конца электрода, мин 90Амплитуду колебаний изменяли по заданному закону.Результаты осмотра полученного шва в зависимости от толщины стенки трубы и времени задержки электродной проволоки на фланце и трубе приведены в таблице.Использование данного способа позволяет повысить качество сварного соединения за счет гарантированного сплавления метал1627354 формула изобретения Вре Толщи Требуемыйна размер Размер катета П Примечание Приадерж ки, с мм сваой стен- катета,м на по по трубе фл р фл бы град тру м 0,1,О тЗдо 5 Несплавление потрубе 4,3 4,3 4,1 4,1 4,1 4,1 4,7 4,4 180 270 2 О от 3 до ачество шв удовлетворител 5,0 5,0 4,5 4,5 4,6 4,4 90 180 270 3 О 0,25 3 тЗдо 5 Прожог на трубе 90 180 270 О5,Подрез на фланцеКачество шва удовлетворительное 5 5 6,3 до 7,0 ,6 7,0 6,7 5 О 0,15 5 Здо 7 Качество шва удовлетворительное 7 6,8 5 6,4 6 6,3 5 9,6 90 180 270 Од,25 0,15 Качество шва удовлетворительное от 6 до 90 1 Э,О 9,9 180 9 7 9 7 270 9 5 9 4 ла шва с основными металлами трубы ифланца,Способ автоматической сварки углового соединения трубы с фланцем, при котором сварку начинают при вертикальном положении электрода и перемещают электрод по периметру стыка, при этом сварку ведут с поперечными колебаниями электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения при сварке швов с катетом 4 - 10 мм путем обеспечения равномерного заполнения металлом электродной проволоки сечений шва по всему периметру соединения, электродную проволоку задерживают на поверхности трубы на 0,1 - 0,15 с при толщине стенки трубы 2 - 6 мм на 0,15 - 0,2 с при толщине стенки 6 - 8 мм и на поверхности фланца на 0,15 - 0,2 с при толщине фланца О - 15 мм и на 0,2 - 0,25 с при толщине фланца 16 - 25 мм, 5 а амплитуду поперечных колебаний электродной проволоки изменяют по закону 1 Огде А - амплитуда поперечных колебанийэлектродной проволоки, мм;я - катет сварного шва, мм;- коэффициент, равный 3 при выполнении первого прохода и равный 1 при выполнении второго прохода;15 р - угол положения электродной проволоки относительно вертикальной оси плоскости поперечного сечения трубы, град.