Способ стыковой сварки оплавлением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 166 15 В 23 К 1 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ чественного сварного соединения по образующей поверхности цилиндрической детали с плоской, установленной на ребро, Способ стыковой сварки оплавлением включает выполнение в плоской детали сегментной выборки с радиусом, который выбирают из заданного соотношения. Детали устанавливают в зажимах сварочной машины, Приводят детали в соприкосновение и проводят оплавление с последующей осадкой под током, При оплавлении деталей поддерживают плотность тока 15002500 А/мм, Перед началом осадки уменьшают величину сварочного тока до 0,30,6 от первоначального значения. Способ позволяет получить качественное сварное соединение деталей типа пластина - труба - пластина, изготовленных из конструкционных низкоуглеродистых и легированных сталей на серийно выпускаеинени ан, В.В,Седов(54) СП ЛЕНИ ся к стыковои бытьиспользо- машиностроеили ндрических нных на ребро, с поперечными сварке вано в ния дл детале в частн ребрам борудовании. 3 ил. и. сегментной выборки зазор между точкамии сегментной выборкеоси, проходящей чере и дуги сегмента, и- Л плоской детали, на ф ния сварочного токариваемых деталях в иза Суть способа щем.Перед сваркой сегментную выбор мым из зависимос геометрические ра ного соединения: й глубина охвата тру сле сварки, мм,ючаетс следуюГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Заявка Японии М 56-165568,кл, В 23 К 11/24, 1981. ОСОБ СТЕМзобретение относит оплавлением и может различных областях я соединения вкрест ц й и пластин, установле ости для сварки труб ЫКОВОИ СВАРКИ ОПЛАВ зобретения - получение каИзобретение относится к стыковой сварке оплавлением и может быть использовано в различных областях машиностроения для соединения вкрест цилиндрических деталей и пластин, установленных на ребро, в частности, для сварки труб с поперечными ребрами.Цель изобретения - получение качественного сварного соединения по образующей поверхности цилиндрической детали с плоской, установленной на ребро.На фиг.1 изображено сварное соединение (ребро плоской детали + труба + ребро плоской детали), где и - глубина охвата цилиндрической детали (трубы) плоской деталью, В - радиус трубы; на фиг.2 - детали, приведенные в соприкосновение перед и рохождением через них тока, где г - радиус в плоской детали; а - на поверхности трубы , расположенными на 3 центр сечения трубы- глубина выборки в иг,3 - график измене- и давления Р на свароцессе цикла сварки,в плоской детали делают ку радиусом, определяети. При этом задаются змеры выбранного свар - радиус трубы, мм; Ь- бы плоской деталью по 1660898мм,мм,30 ребер - сталь 20 40 Ь - припуск на оплавление и осадку (мм) - определяют в зависимости от толщины пластины;при толщине пластины, равной 1,5 - 2,0 Л 1,5 - 2,0 = 3,0 - 3,5 мм,при толщине пластины, равной 3,0 - 4,0 Л з,о,о=2,0 - 2,5 мм;при толщине пластины, равной 5,0 мм.Л 5,0 =до 1,5 мм,Максимальную ширину серповидногозазора а выбирают из интервала 0,5 - 2,0 мм,Глубину сегментной выборки в пласти,не определяют из соотношения и- Л, мм.Величина зазора а выбирается в зависимости от глубины "охвата" (Ь- Ь ), чем больше 1- Л, тем меньше а,и наоборот. Пластины устанавливают в зажимах сварочной машины и приводят в соприкосновение с трубой с образованием серповидного зазора а в интервале 0,5.2,0 мм между точками на поверхности трубы и сегментной выборке, расположенными на оси, проходящей через центр сечения трубы и дуги сегмента,Через касающиеся друг друга детали пропускают ток, плотностью 1500 - 2500 А/мм. Величина тока зависит от толщины пластины (длина касания), количества мест касания пластины труб и ширины касания, равной 1 мм для всех диапазонов труб и пластин,В первоначальный момент при прохождении сварочного тока происходит разогрев и выплеск металла в точках касания, что свидетельствует о начале процесса сплавления, Процесс сплавления не начнется при плотности тока менее 1500 А/мм из-за не 2достаточного нагрева металла в местах касания, при плотности тока более 2500 А/мм 2 происходит значительный выплеск металла и процесс сплавления прекращается,Процес устойчивого оплавления по всей сопрягаемой поверхности возможен, если зазор а находится в интервале 0,5;2,0 мм, При а меньше 0,5 мм за счет увеличения площади контакта скорость расплавления металла уменьшается и наступает затухание процесса оплавления. При а2,0 мм происходит затухание процесса оплавления в центральной части серповидного зазора.После нагрева сопрягаемых поверхностей, сопровождающегося процессом оплавления, к свариваемым деталям под током прикладывается усилие осадки (Р),Момент приложения усилия осадки определяют по уменьшению тока до величины в пределах 0.3.0,6 первоначального значения тока,Величина тока (фиг,3) после разогрева и выплеска металла в местах касания пластины трубы уменьшается до определенной величины, и происходит стабилизация процесса оплавления затуханием по мере увеличения зазора между трубой и пластиной за счет выгорания металла, при этом величина тока уменьшается, Если приложение усилия осадки осуществлять при токе менее 0,3 св, то произойдет прекращение процесса оплавления, свариваемые поверхности окислятся и получится некачественное сварное соединение. Если осадку осуществлять при значении тока более 0,6 св, то произойдет недостаточный разогрев свариваемых поверхностей.Примером выполнения изобретения может служить приварка поперечных ребер к трубам поверхностей нагрева при изготовлении теплообменников котлоагрегата.Работы проводились с котельными трубами диаметром от 28 до 50 мм и ребрами толщиной от 1,5 до 5 мм. Примером конкретной реализации предлагаемого способа сварки может служить изготовление водяного экономайзера из труб ф 28 мм Я =14 мм), и ребер толщиной 3 мм, охватывающих трубу на глубину Ь = 10 мм, Сегментная выборка в пластине-ребре выштамповывалась на прессе КД. Материал труб и Припуск на оплавление и осадку пластин толщиной 3 мм составляет 2,0 - 2,5 мм, принимаем 2,0 мм.Определяем размеры сегментной выборки в пластине зазор а принимаем равным 1,0 мм, глубина сегментной выборки в пластине равна Ь-А=10-2=8 мм, тогда г = 13,2 мм,Изготовленные на прессовом оборудовании поперечныс ребра зажимали в электродах машины постоянного токаЫТВ-УХЛ 4 и осуществляли их сближение до контакта с трубами с образованиемзазора а, равного 1 мм.Затем через детали, приведенные в соприкосновение, пропускали ток, величинукоторого определяли из зависимости 1=) Я,где 1 - величина тока, ) - плотность тока, Я -площадь касания ребра с трубами (Я =- выбираем равной 200 А/мм, тогда 1= = 2000 12 = 24000 А = 24 кА.После уменьшения тока до величины, равной 12 кА (0,5 1), начинали производить осадку, 5Способ позволяет получить качествен- ное сварное соединение пластина - труба - пластина; изготовленное из конструкционных низкоуглеродистых и легированных сталей, его можно осуществить на оборудо вании для контактной сварки, серийно вы,- пускаемом, не производя никаких переделок. Формула изобретения 15 Способ стыковой сварки оплавлением, в соответствии с которым детали устанавливают в зажимах сварочной машины с припуском на оплавление и осадку, приводят детали в соприкосновение, проводят оплав ление и осадку под током, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью получения качественного сварного соединения по образующей поверхности цилиндрической детали с плоской деталью, установленной на ребро, в 25плоской детали выполняют сегментную вы"= борку с радиусом г, который определяют из соотношениям, где Й - радиус цилиндрической детали, мм;и - глубина охвата цилиндрической де-. .тали плоской деталью после сварки, мм;Л - припуск на оплавление и осадку, мм;а - величина зазора между точками на поверхности цилиндрической детали и сегментной выборке, расположенными на оси, проходящей через центр сечения трубы и дуги сегмента выборки, мм, причем величину зазора а выбирают из интервала значений 0,5 - 2,0 мм, при оплавлении деталей поддерживают плотность сварочного тока 1500 - 2500 А/мм, а перед началом осадки уменьшают величину сварочного тока до 0,3 - 0,6 первоначального значения.