Способ стыковой сварки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюз Советских Сфцкалксткческнх Республик(51) М. Кл.23 К 11104 с присоединением заявки Ю -Государственный омнтет СССР яо делам нзобретеннй н отрытнйОпубликовано 0503.79,бюллетень М 9 Вата опубликования описания 050179(71) ЗВЗВИтЕЛЬ Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамениметаллургический институт(54) СПОСОБ СТЫКОВОЙ СВАРКИ Изобретение относится к области прокатного производства, конкретнее к методам соединения коннов заготовок стыковой сваркой для осуществления бесконечной прокатки.Для осуществления бесконечной прокатки перед входом в черновую группу клетей заготовки соединяют между собой контактной стыковой сваркой оплавлением и бесконечную ленту. Сварка осуществляется на стыкосварочных машинах. В местахстыка торцов- заготовок при сварке образуется грат и местное усиление шва 11. Этот грат, 11 а иногда и усиленный шов, приходится удалять с помощью различных устройств для удаления грата. Такой метод сварки обеспечивает высокое качество сварных соединений заготовок сечением Я 9 до 80000 мма.Известен способ стыковой сварки заготовок давлением с осадкой, при котором производят предварительную разделку кромок на конус 2), 25Однако разделка концов заготовок на конус может быть произведена при очень широком интервале значения угла раскрытия при вершине. И не при всех значениях этого угла обеспечивается полное исключение последующего удаления грата.С целью полного исключения последующего удаления грата в данном способе угол наклона образующей конуса разделки выбирают равным углу подъема образующей, грата, образующегося при сварке тех же заготовок без разделки.А высоту и основание продольного сечения профиля разделки выполняют равной 1,2-,4 размеров профиля грата, образующегося при сварке тех же заготовок без разделки.Такое решение обеспечивает выравнивание размеров поперечного сечения места стыка концов двух заготовок при контактной сварке их оплавлением до размеров поперечного сечения загЬтовок, что,исключает необходимбсть последующего удаления грата и повышает эффективность процесса сварки.На ФиГ. 1 показана Форма грата и местного усиления шва, образовавшихся при соединении неразделенных концов заготовок контактной стыковой сваркой оплавлением, на фиг, 2 - профиль разделки концов стыкуемых заготовок по данному способу, на фиг, 3 и 4 - форма грата н местного усиле650753 30 3ния шва, образовавшихся при сварке разделенных концов заготовок,П р и м е р, Нагретые до температуры 1100-1170 С заготовки 1 и 2 толщиной Н поступают на линию прокатного стана. Перед йодачей концов за"готовок в зону сварки производят раэ делку каждого переднего н заднего концов предыдущих и последующей стыкуемых заготовок на конус (см. фиг, 2), причем угол а(, наклона образующей Конуса разделки выбирают равным углу подъема образующей грата, образующегося при сварке нераэделанных концов заготовок (см. фиг. 1).При сварке заготовок беэ раэделки часть металла теряется в виде уга-.(5.ра и довольно интенсивных брызг, а часть выдавливается в виде грата при оплавлении и осадке, Так, например, при соединении заготовок 106106 мм в бесконечную ленту на стане 350"2 ср Иакеевского металлургического завода контактной сваркой оплавлением при величине оплавления до 20 мм и осадке до 30 мм образуется грат в виде равнобедренного треугольника с основанием , до 150 мм и высотой Ь до 15 мм (см, фиг. 1).Размеры треугольника в продольном .сечении проФиля разделки концов заготовок 1 и 2, а именно - основание . Ь и высоту Ь - выполняют равными 1,2-1,4 соответствующих размеров Ь/ и Ь профиля грата 3, образующегося .при сварке неразделанных концов заготовок, т.е. Ь = 1,2-1,4 Ь/2, а 5=1,2-1,4 Ь. Это компенсирует величи ну потерь металла с угаром и брызгами, а также позволяет учесть величину оплавления и осадки. Опыты показывают, что соединение концов загото" вок с такой разделкой,обеспечивает 40 размеры поперечного сечения в месте стыка, равные или несколько меньшие (до 10 размеров поперечного сече"ния заготовки. Концы заготовок после разделки подают в зону сварки, зажимают и про изводят стыковку. торцов, после чегоосуществляют контактное оплавление.Усилие зажима должно быть достаточным, чтобы исключить проскальзываниеэажимных - токоподводящих,губок относительно поверхности заготовок.Например, для заготовок сечением порядка 105 а 105 мм усилие зажима должно быть не менее 130 т. Оплавлениеосуществляют со скоростью 0,20,03 мм/сек в начальный период сплавным переходом до 3-4 мм/сек -в конечный При этом припуск наоплавление (величину хода оплавления) выдерживают в пределах 1220 мм. Оплавление концов заготовокпроизводят беэ подогрева непрерывнопри силе тока 30000-50000 а и напряжении 9-30 в4Последующую осадку концов заготовок осуществляют со скоростью 50- 90 мм/сек при удельном давлении 5- .10 кг/мм и величине осадки (хода осадки) 20-50 мм, причем ток осадки составляет 80000-150000 а.Оплавление обеспечивает получение требуемого температурного поля с образованием на оплавляемых торцах более или менее равномерного слоя жидкого металла. Последующая осадка выравнивает соединяемые поверхности, вытесняет нз зазора между ними расплавленный металл и окислы (если они образовались) и формирует прочное соединение. При этом окислы, а также расплавленный и полурасплавленный металл выдавливается наружу в виде грата и местного усиления шва, которые заполняют профиль разделки концов.заготовки, выравнивая тем самым размеры поперечного сечения в месте стыка до размеров поперечного сечения заготовки (см. фиг, 3 и фиг. 4), что исключает необходимость последующего удаления грата и повьыает эффективность сварки.Для получения при сварке бездефектных соединений с высокой прочностью необходимо предупредить окисле" ние, а если это не удается, то удалить окислы иэ стыка вместе с расплавленным металлом. Только в этомслучае стык получается свободным от окисных включений при относительно малой степени деформации и малом усилии осадкй.При оплавлении в месте стыка двух заготовок образуется слой расплавлен" ного и полурасплавленного металла, поэтому на отдельных участках соединение может образоваться между поверх" ностями твердого (пластичного) металла, однако в основном оно формируется в жидкой Фазе, которая затем, в ходе осадки полностью или частично удаляется из соединения. Только благодаря второму процессу при сварке оплавлением удается получить соединение высокого качества при умеренной деформации осадки.При непрерывном оплавлении процесс сварки выполняется полностью автоматически, Для этого сварочная машина снабжается устройством для программного регулирования напряже" ния и скорости подачи (при оплавлении) с обратными связями по току. Использование специального регулятора скорости, позволяющего корректировать скорость подачи в зависимости от тока в сварочной цепи, значительно повышает устойчивость оплавления и снижает мощность, необходимую для возбуждения оплавления. Исполнительным рабочим органом стыкосварочной машины для сварки оплавлением можетслужить специальный следящий гидро"привод илн пневмогидропривод.650753 формула изобретения Уиг. Фиг. Ю Состав Техред ель Э. ,фанта тро едактор Н. Ви ректор С.Па в аказ 1608/5 Тираж 1221Государственнолам изобретенииосква, Ж, Р Подписноекомитета СССРи открытийушская наб., д, 4/5 ЦНИ и 11303Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, улПроектная,Использование предлагаемого способа сварки заготовок встык позволит исключить необходимость последующего удаления грата перед задачей бесконечной ленты заготовок в черновую группу клетей, что повышает эффективность процесса сварки. 5 1. Способ стыковой сварки заготовок 0 давлением с осадкой, преимущественно при бесконечной прокатке, при котором производят предварительную раз- . делку кромок на конус, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью более полного исключения последующего удаления грата, угол наклона образующей конуса разделки выбирают равным углуподъема образующей грата, образую"щегося при сварке тех же заготовокбез разделки,2. Способ стыковой сварки по,п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтовысоту и основание продольного сечения профиля разделки выбирают равной1,2-1,4 размеров грата, образующегосяпри сварке тех же заготовок без разделки.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Кабанов Н.С Слепак Э.Ш., Технология стыковой контактной сварки,ффМашиностроениеф, 1970, с. 66.2. Кабанов Н.С. Слепак Э.Ш, Технология стыковой контактной сварки,ффИашиностроение, 1970, с, 30-31.