Способ автоматической сварки стыковых соединений неплавящимся электродом

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания Ь 6, У. 78,(51) М, Кл,В 23 К 9/16 Государственной комитет Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НЕПЛАВЯШИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ 1Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сварке изделий преимущественно из рафинированных высокопрочных низколегированных сталейИзвестен способ двусторонней автомати вской сварки неплавящимся электродом, применявшийся для соединения деталей из металла открытой выплавки толщиной 4 - 8 мм без,разделки плавления стыкуемых кромок деталей из рафинированного металла, что часто приводит к дефектам в сварных соединениях - не- ГГ проварам, которые не могут быть выявлены методами неразрушающего контроля. При сварке же ца повышенных режимах наблюдается значительный рост зерна в околошовцой зоне и перегрев металла шва 11.Наиболее близким решением является способ сварки неплавящимся электролом без разделки кромок в три прохода, цри котором для концентрации мощности дуги на аноде при первом проходе используются активируюгцце флюсы (смеси окислов титана и хрома) 12:Однако нанесение флюсов перед сваркойпервого прохода является операцией практически неконтролируемой, в то время как от равномерности нанесения фГпосующей смеси зависит стабильность проплавлеция кромок цо длине стыка. г; Перел нанесением актцвцруГощего флюса прилегаюГцне к стысу езГым кромка повсрхцос. тц ца ширине 15 25 мм должны быть оцескоструены лля лучшей адсорбццц флюсуоГцей смеси. Необходима тщательная кохицицсскт 5 зачистка поверхности шва и Г 1 рилегакэцГцх к нему зон от остатков флюса ц окислов перед наложением послелуюгцих проколов.Цел о изобретения является увеличГмГц проплавляющей способности дуги ц стабцГцГз;1- ция процлавления цо всей ллГнс стыка нутом увеличения газолина мичсского ла влсцц я с 1 хх . ба дуги ц концентрации мощности дуп цц аноде.Для этого первый про.,ол выполцяот цу,ив сируюГццм постоянным током частотой 30 -й гц со скоростью 12 - 30 м,час, обеспечивоцГц кратер глубиной равной 0,8 - 1,0 толщины св;1- рцваемых кромок.Сварка осушсствляется своболцой вольфр;- мовой дГО 1, Г 1 рп этот коццснтрсГ 45 Тецзивой мощности луги ца аноде лостцгается: ц счет уменьшения а кпГвного ацодцого иятц; луги ц обжатця столба луги млолц 1,мГ стенками металла сварцваемыах кромок.Обжатце дуги хГ 1 лолныхц стенкам осцо 1- ного металла сварцвасзГых кромок црц вГГркГ стыковых соелццсццй, собранных без зазора нбез разделки кромок, может иметь место лишь в том случае, когда жидкий металл глубокой сварочной ванны оттесняется в ее хвостову 1 о часть, образуя заглубленный кратер.При сварке сталей толщиной свыше 4,0 мм, когда вес жидкой ванны достаточно велик, условия, псключаюшие стекание жидкого металла в заглубленный кратер при удовлетворительном формировании шва, могут быть воспроизведены лишь комплексным использованием приемов, создаюших минимальный ооъем сварочной ванны при глубоком проплавлснии и большие давления столба сварочной дуги, достаточные для оттеснения жидкого металла и его удержания в оттесненном положении,Используя повышенные скорости сварки в диапазоне 12 - 30 м/час вместо 8 - 12 м/час и питание сварочной дуги пульсирующим посто:иным током в диапазоне частот ЗО - 100 гц удается создать условия, позволяющие вести процесс сварки с заглублением кратера сварочной ванны на 8 - 9 мм без захлестывания его жидким металлом.При ведении процесса сварки с заглубленным кратером неплавяшийся вольфрамовый электрод не заглубляется в кратер, а отстоит от поверхности свариваемых кромок на 1,5 - 2 мм. Заглубление электрода в кратер приводит к срыву процесса.Скорость сварки, частота пульсации, величина пульсации и длительность рабочего импульса тока дугового промежутка должны выбираться экспериментально при подборе режима сварки.При скоростях сварки меньше 12 м/час сварочная ванна имеет достаточно большой объем перегретого жидкого металла, что затрудняет удержание оттесненного металла от захлестывания кратера даже при больших давлениях столоа сварочной дуги, При скоростях сварки свыше 30 м/час объем жидкого металла в сварочной ванне мал, что при больших скоростях охлаждения за счет теплоотвода приводит к срыву процесса формирования шва. Частота пульсации тока дугового промежутка определяет не только объем сварочной жидкой ванны и ее температуру, но величину и характер газодинамического давления дуги.При выбранных скоростях сварки 12 - ЗО м/час для стабильного ведения процесса сварки с заглубленным кратером частота пульсации тока дугового промежутка должна быть в пределах 30 в 100 гц.Сварка стыковых соединений по предлагаемому способу производится в три прохода. Сварка ведется в загцитной среде аргона, расход аргона обычный. Подготовка под сварку - зачистка свариваемых кромок до металлического блеска, зачистки шва между проходами не требуется. Первый проход выполняется пульсирующим током, остальные - постоянным током.Разработку способа сварки производят применительно к выполнению продольных швов обечаек емкостей разового действия, изготовляемых из высокопрочных сталей марок 28 ХЗСНМВФА, 4 ЗХЗСНМВФА толщиной 5 мм и проходящих после сварки последуюгцую обработку методом поперечно-винтовой раскатки.1 ежим сварки: первый ппоход в потолочномположении пульсируюпшм током частотой 50 Гц скорость сварки -7 8 м 1 час; среднее значение сварочного токапо амперметру) - 305 - 315 А; среднее значение тока, поддерживающего дугу (по амперметру) - 7 - 10 А; напряжение на дуге - 14 - 15 В.О Второй и третий проходы выполняются безприсадочного металла постоянным током: в нижнем положении - для разглаживания проплава, в потолочном положении - для ликвидации подрезов с лицевой стороны шва перВого прохода.Режим сварки: скорость сварки 9 - 10 м/час;сила тока 200 - 220 А; напряжение на дуге - 1 - 13 В.Питание сварочной дуги при всех проходахпроизводится от одного и того же серийно выпускаемого заводом Электрик трехфазного сварочного выпрямителя ВКСМ - 1000 с коммутацией его вторичной (сварочной) цепи по схеме, специально разработанной для этого процесса.25Предлагаемый способ сварки отработан влабораторных условиях при сварке пластин размером 100 Х 1000 толщиной 4,5 - 6 мм в количестве двадцати штук и продольных швов обечаек модельных емкостей диаметром 280 мм, 30длиной 500 мм с толшинои стенки о мм в количестве десяти штук из стали марок 28 ХЗСНМВФА и 4 ЗХЗСНМВФА.Результаты визуального осмотра пласти ни продольных швов обечаек после выполнения первого прохода свидетельствуют о наличии сквозного провара свариваемых кромок по всейдлине стыка.Рентгенографический контроль показывает 40 отсутствие дефектов. Результаты гидравлических испытаний емкостей и механических испытаний образцов показали, что сварные соединения, выполненные по предлагаемому способу, равнопрочны основному металлу и отвечают требованиям ТУ.45Применение предлагаемого способа сваркив производстве дает возможность полностью избавиться от дефектов типа непровар и от недостатков, присущих способу сварки рафини рованных сталей по слою активирующих флюсов.Формула изобретенияСпособ автоматической сварки стыковых соединений неплавяшимся электродом, включающий многопроходную сварку .без. разделки кромок дугой, горяшей в среде инертного газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения проплавляющей способности дуги и стаби603524 Составитель А. ТретьяковТехред О. Луговая Корректор Л. риценко Тираж 1263 Подписное Редактор Л. НароднаяЗаказ 1975/15 ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4,5 Филиал ПГ П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4лизаиии проплавления по всей длине стыка путем увеличения газодинамического давления столба дуги и концентрации мощности дуги на аноде первый проход выполняют пульсирующим постоянным током частотой 30 - 100 Гц при скорости сварки 12 - 30 м/час, обеспечивая получение кратера глубиной равной 0,8 в 1,0 толщины свариваемых кромок,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патон Б. Е. и др. Свариваемость конструкционных сталей, подвергающихся рафини рованному переплаву. Автоматическая сварка, 1974, Мо 16, с. 34 - 36.2. Авторское свидетельство СССР Хв 358905, кл. В 23 К 9/16, 1971.