Способ контактной стыковой сварки

) СПОСОБ КОНТАРКИ Изобретение остыковой сварке оплиспользовано преипартий стальных детра с компактным посечением (главнымпрямоугольник и т.п к контактной м и может быть нно для сварки ого типоразмесвариваемым круг, квадрат,тносится авление муществеалей одн перечным образом ) ад- ия ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) Кабанов Н. С., Слестыковой контактной сстроение, 1979, с. 48-6 При контактной стыковой сварке оплавлением одним иэ главных параметров, определяющих получение качественного сварного соединения, является величина припуска на осадку, который для каждого конкретного типоразмера свариваемых деталей и режима сварки следует выбирать индивидуально.Зависимость показателя ударной вязкости сварных соединений от величины осадка имеет экстремальный характер, При слишком малой величине припуска на ос ку ударная вязкость сварного соединен как правило не высока, что обусловлено на 1703329 А 1 сится к обработке меможет быть исполье цилиндрических ий. Цель изобретеества и рэсширение ожностей. Основныэлементами устройльные ролики (Р) с а каждом Р винтовая шаг: средний участок шагом винтовой начастки, что дает воэконцевые участки ностью, что и средние ил 1 табл.(57) Изобретение отно таллов давлением и эовано при правк длин номерных иэдел ния - повышение кач технологических возм ми функциональными ства являются прави винтовой нарезкой, Н нарезка имеет разный выполнен с большим резки, чем крайние у можность править заготовки с той же точ участки. 1 з.п. ф-лы, 1 личием на линии соединения остатков литого металла (линзообразных дефектов) и окисных включений, причем с увеличением поперечного сечения деталей удаление литого металла и окислов затрудняется, По мере увеличения припуска на осадку значение ударной вязкости повышается, поскольку обеспечивается более полное удаление окислов по линии сварки, При дальнейшем увеличении припуска на осадку происходит снижение показателя ударной вязкости в силу чрезмерного искривления волокон основного металла, так как при испытаниях сварных соединений на ударный изгиб разрушение их начинается в местах выхода волокон на поверхность сварного соединения,Кроме того, существенное влияние на характер деформации волокон при осадке оказывает распределение температуры в свариваемых деталях. При одном и том же припуске на осадку с увеличением градиента температурного поля изгиб волокон уве 1703329личивается и пластические свойства ссединений ухудшаются,При выборе припуска на осадку следуе: руководствоваться как размерами попереч ного сечения свариваемых деталей, такхарактером их разогрева.Известен способ контактной стыковой сварки оплавлением преимущестенна изделий иэ проката толщиной более 5 мм, при котором устанавливают припуски н" оплавление и осадку, производят оплавление свариваемых торцов из амелий при заданном напряжении холостого хода и их осадку причем припуск на осадку устанавливают в пределах 1,2-3,0 величины максимальноо зазора, образущегося между сваривасгмыми торцами изделий в процессе оплавления перед осадкой. Величина максимального зазора определяется по формуле Л Змакс = О 2 хх (А д В),где ЛЗ - максимальный зазорО 2 ух напряжение холос 1 ого:яда;д - толщина свариваемых изделии;А, В - коэффициенты, выбранные опьп.ным путем,Данный способ поволяет повысить качество соединений и стабильнос- ь их механических свойств за сче выбора рипускана осадку из соображений обеспечения минимального искривления волокон прокаткив месте сварки при от ут теии дефектов полинии оплавления,Кроме того, при использовании данно;оспособа частично учитывается х; рактер нагрева свариваемых детаяей зз с ет использования при определении величиныприпуска на осадку сварочного напряжения.Недостатком данного способа являетсято, что при выборе припуска на л:адку кроме напряжения сварки не учитываготся другие параметры режима сварки, которыетакже определяют разогрев сгсоиваеыхдеталей, В частности скоро ть оплавлениядеталей оказывает значительное влияниена градиент температур в свриваемых торцах, а следовательно, на хара .ер деформирования металла сварного соединения приосадке.Кроме того, при использоьа ии, 1 анногоспособа для сварки партии дет, лене возможно производить корректировку величины припуска на осадку при измсн;виях вразогреве каждой пары свариваем;. х деталей, Эти изменения могут быть сбус говлены причинами случайного характера,например короткими замыканиямип,гпи 5 10 15 20 25 30 35 л 0 50 55;.аемы. де алей на начальной стадии оплавления, кратковременными изменениями напряжения питающей сети и т,п,На.,белее близким к предлагаемому является споссб контактной стыковой сварки оплавлением, при котором величина припуска на осадку определяется в эависимос ги о г температуры разогрева оплавля мых деталей, согласно которому установлена аналитическая зависимость между температурой свариваемых деталей и технологическими параметрами оплавления и осадки, Данный способ позволяет на основании значений основных параметров режима сваоки устанавливать рациональную величину припуска на осадку, обеспечивающу о получение качественного сварного соединения.Недостатком данного способа является отсу;с у ви возможности корректировки величины припуска на осадку при сварке партии деталей одного типоразмера в пределах да - ной партии, Во всех известных способах спарки припуск на осадку устанавливается пеоед началом сварки и на протяжении процесса сварки и осадки не корректируется. Пи этом случайные изменения в хаоактаре разо рева сваринаемых деталей могут пои ечь за собой изменение значений механичес, их свойств получаемых сварных СОРдиненийЦелью изобретения являстся повышение качества сварного соединения вследствие поеыше ия ударной вязкости сварных сседи -ний,Поставленная цель достигается тем что предл:. ается способ контактной стыковой сварки оплавлением, преимущественно партий деталей иэ стали с компактными поперечными сечениями и одинаковыми площадями, при котором свариваемые торцы деталей оплавляюг и осаживают, причем г ри осадке свариваемых торцов измеряютскущие значения максимальной величины Г и дл нучастка ь. радиальной деформа",ии, вычи:чяют отношения Р/3, при достижен ли этим отношением интервала значений 0,2-0,5 осадку прекращают. При применении данного способа контакгной сты-.овой сварки оплавлением свариваемые детали ус, анавливают в сварочную машину и эажимг юг в губках, Производят оплавление по одному из известных способов, например с программированием процесса оплавления по перемещению подвижной г;литы, В процессе оплавления возможны изме ения случайного характера, например кратковременные изменения напряжения пита;ощей сети, короткие замыкания и т,д, 7033290 2 дн 2 дн 1 00% = н 18 - 78 00 7 налов, пр произнод К 55 "1 Сд.". к5 После окон тания оплавления начинается осадка. Одновременно с началом осадки осуществляется непрерывный контроль длины участка радиальной деформации (фиг, 1) и максимальной величины сварного соединения, При этом непрерывно определяется отношение максимальной величины Н к длине участка радиальной деформации сварного соединения и сравнивается с заданным значением, Под воздействием усилий осадки деформируются волокна зоны радиальной деформации, Величина Н сварного соединения и величина участка радиальной деформации Е во время осадки непрерывно увеличиваются. Изменения величин Н сварного соединения и участка радиальной деформации во время осадки происходит по-разному в зависимости ог градиента температурного поля. При достижении отношения Н/ь опрдделенной эеличины осадка прекращаетсяПредлагаемый способ контактной стыковой сварки оплавлением преимущественно партий деталей из стали с компактными поперечными сечениями (круг, квадрат, прямоугольник и т.п,) позволяет повысить качество сварн. х соединений вследствие повышения ударнзи вязкости эа счет коррекции величины осадки в зависимо;и от изменения градиента темптзратурного поля,П р и м е р. Целесообразность при 1 енения данного способа была проверена на экспериментальной установке на базе машины для контактной стыковой срарки оплавлением типа К 190 П Для изменения еку,ци; значений длины участка радиал. нои деформации 7 и величинь текущих значении максимальной величины Н использовались системц измеритег ьные электроннье, модель 217 (217.0.00.0.00 ПС).Для определения отношения Н/ь. используют дели 1 ельное устройство на базе микросхемы К 5"5 ПС 2. В качестве устроиства формирования сигнала, прогорционального эадзно;лу отношению Н/1, принимают потенциометр.Сравнение задаю.цего и текуще;о сигопорциональных отношени Ч/, ят при помощи компаратора типа При помощи способа контактнои стыковои сварки сварено шесть партий квадратных заготовок 60 х 60 из Ст. 3 При этом изучены величины соотношений Н/ь в сварных деталях. Из сваренных деталеи изготовлены образцы для испытания на ударную вязкость, Полученные данные сведены в таблицу Режим сварки выбран следующим образом; напряжение холостого хода сварочных трансформаторов 6,8 В, припуск на оплавНУ. Уявнвя вязкость Дж/см Сварка по прототипу,ление 20 мм, припуск на осадку при сваркепо прототипу 10 мм,Таким образом, среднее значение ударой вязкости повышается на Из приведенных результатов следует, что применение предлагаемого способа контактной стыковой сварки оплавлением позволяет повысить качество сварных соединений при сварке партии одинаковых деталей на 25 ОО, путем повышения ударной вязкости сварных соединений, т,е, достигается цель поставленного изобретения,Экономический эффект от применения предлагаемого способа может быть получен за счет снижения доли бракованных изделий, В качестве базового варианта выбрана технология контактной стыковой сварки оплавлением рельсов, применяемая на рельсосварочных предприятиях.Опыт эксплуатации рельсов. сваренных онтактной стыковой сваркой, показал их остаточную работоспособность и гарантиованный проходящий по ним тоннаж 200 млн.т. Однако ежегодно до окончания наработки гарантированного тоннажа при дефектоскопии выявляется в среднем в год до 200 случаев зарождения усталостных дефекЗаказ 23 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 тов, По оценкам специалистов на 10 случаев возникновение усталостных микротрещин обусловлено пониженными механическими свойствами металла сварных соединений, Остальные 90 дефектов 5 не связаны со сваркой, э объясняются нарушением технологии изготовления рельсового проката.Для изъятия дефектного рельса и замены его нэ новый требуется время т - 3/4 ч. 10 Такие работы проводятся при остановке грузопотока. Убытки от 1 ч такого окна составляют в среднем 800 руб. Годовой экономический эффект при применении предлагаемого способа составляет 3 тыс. 15 руб. формула изобретения Способ контактной стыковой сварки оплавлением преимущественно партий деталей иэ стали с компактными поперечными сечениями и одинаковыми поперечными сечениями, при котором свариваемые торцы деталей оплавляют и осаживают, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, вследствие повышения ударной вязкости, при осадке свариваемых торцов измеряют текущие значения максимальной величины Н и длины участкарадиальной деформации, вы. числяют отношение Н/ и при достижение этим отношением интервала значений 0,2- 0,5 осадку прекращают,