Способ сварки плавлением

(51) У К АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТ ий институ о, В.О,Тока убриенко и й сварки ме , / Под ред оение, 1974. В 23 К 15/00 СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ И ГКНТ СССР(219-121),03,06.69. Изобретение относится к сварке, а именно к технологии сварки плавлением концентрированными источниками энергии (дугой, электронным лучом, плазмой, лазерным лучом и т.д,), и может быть использовано в любых областях машиностроения.Известен способ сварки плавлением концентрированным источником энергии, при котором процесс начинают с входных технологических планок.Недостатком способа является ограниченность его применения в зависимости от конфигурации шва. Способ неприемлем для замкнутых швов.Известен способ электронно-лучевой сварки с предварительно выполненным на линии стыка свариваемых деталей на всю глубину отверстием диаметром, равным диаметру луча. Процесс сварки начинают с отверстия и переплавляют металл на его стенках. Способ обеспечивает на участке 1722746 А 1(54) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение может быть. использовано в технологии сварки плавлением концентрированным источником энергии, Сущность изобретения заключается в том, что на стыке свариваемых деталей на всю толщину выполняют отверстие, источник нагрева устанавливают над отверстием. Затем увеличивают мощность источника нагрева до значения, обеспечивающего проплавление деталей на всю толщину, и включают перемещение источника нагрева относительно деталей, Отверстие выполняют ромбовидной формы с малой диагональю, равной диаметру источника нагрева, и большей диагональю, равной длине сварочной ванны. В процессе сварки большую диагональ совмещают со стыком. 1 табл. 2 ил,начала шва стабильную геометрию иплавления. Недостатком способа является малая протяженность полости по длине стыка;В начале процесса сварки расплавленный металл сварочной ванны переносится в сторону, противоположную скорости сварки, и объем отверстия недостаточен. для его заполнения. Поэтому расплавленный металл отбрасывается на поверхность основного металла, образуются наплавы, что нарушает геометрию шва на этапе его завершения и вызывает непровары в корневой части шва. Кроме того, на начальном участке шва свариваемый металл холодный и требуется большое тепловложение по сравнению с установившимся процессом для стабильного проплавления на всю высоту стыка и устранения непровара,Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем устранениянепроваров в корневой части шва.Способ обеспечивает снижение бракаизделия, устраняет подварки сварных швови повышает их сопротивляемость к хрупкому разрушению.Поставленная цель достигается тем, чтов способе сварки плавлением, при которомна стыке свариваемых деталей на всю толщину выполняют отверстие, источник нагрева. устанавливают над отверстием.Увеличивают мощность источника нагревадо значения, обеспечивающего пропдавление деталей на всю толщину, и включаютперемещение источника нагрева относительно деталей. Отверстие выполняют ромбовидной формы, малая диагональ которогоравна диаметру источника нагрева, а большая диагональ - длине сварочной ванны,причем большую диагональ совмещают состыком.На фиг.1 изображена разделка свариваемых кромок на начальном участке сварки,внешний вид; на фиг.2 - сечение А - А нафиг.1,Способ состоит в изготовлении на свариваемых кромках на всю их толщину разделки 1 в форме равнобедренноготреугольника свысотой б/2 и основанием,равным длине сварочной ванны, где б - диаметр источника нагрева, стыковки свариваемых кромок деталей 2 так, чтобы в стыкеобразовалось отверстие ромбовидной формь 1 с меньшей диагональю, равной б. Источник нагрева устанавливают в началеромбовидного отверстия (точки Б или В),сварку выполняют в направлении большейдиагонали ромбовидного отверстия,Изготовление ромбовидного отверстияна начальном участке сварки компенсируетотвод тепла за счет теплопроводности в холодный свариваемый металл и увеличиваетпроплавляющую способность источника нагрева, Отверстие заполняется расплавленным металлом сварочной ванны ипредотвращает наплывы металла на поверхности свариваемой детали (кромок).Изготовление отверстия ромбовидной. формы с максимальной шириной, равнойдиаметру источника нагрева, обусловленнонеобходимостью эффективного использования энергии источника нагрева для расплавления свариваемого металла.Ромбовидное отверстие способствует улавливанию большей части энергии, так какширина зазора в стыке увеличивается иуменьшается постепенно, На начальнойстадии процесса (точки Б или В) металл свариваемых кромок плавится и в виде волны На всех режимах сварки с разделкамисвариваемых кромак, обеспечивающими 55 максимальную ширину ромбовидного отверстия, равную диаметру источника нагрева, и ее длину, равную длине сварочной ванны, непровары в корне шва на этапе перекрытия и в начале шва не наблюдали. переносится по длине отверстия к вершинепротивоположного угла, За счет сил поверхностного натяжения расплавленный металл удерживается на стенках5 ромбовидного отверстия и препятствуетсквозному проникновению через стык частиц энергии. При этом большая часть тепловой энергии поглощается вертикальнымистенками разделки, Диаметр источника на 0 грева определяют перед сваркой по прожигу фольги иэ тугоплавких металлов нарабочем режиме сварки.Длину ромбовидного отверстиявыбирают равной дли:е сварочной ванны с лице 15 вой стороны шва, Экспериментальноустановлено, что на рекомендуемы, в производстве режимах сварки конструкционных сталей и сплавов толщиной 3 - 60 ммдлина сварочной ванны изменяется в преде 20 лах 10 - 45 мм. Только при этих условияхжидкий металл сварочной ванны равномерно заполняет полость и устраняются непровары в корневой части шва на этапе егозавершения и в начале шва.25Применьше длины сварочной ванныжидкий металл выносится на поверхностьсвариваемых кромок на этапе начала шва,Толщина соединения в этом месте увеличи 30 вается и при перекрытии шва на этапе егозавершения образуются непровары,Прибольше длины сварочной ванныразделка свариваемых кромок не заполняется жидким металлом сварочной ванны и35 образуется провисание на участке началашва, Этот поверхностный дефект при перекрытии шва остается, Для его исправлениянеобходимо уменьшать тепловложение наэтапе завершения шва, что усложняет тех 40 нологию,П р и м е р. Выполняли импульсно-дуговую сварку(ИДСП) плавящимся электродомдиаметром 1,6 мм, электронно-лучевую(ЭЛС) и лазерную(ЛС) сварку алюминиевого45 сплава 1201. При ИДСП использовали подкладку с формирующей канавкой, а сваркувыполняли в нижнем положении. При ЭЛСи ЛС сварку выполняли на весу вертикальным и горизонтальным лучами, ЭЛС выпол 50 няли с энергокомплексбм ЭЛА = 60/60, а Л С- на установке ЛТ 1,Качество соединении Длина, Разиеры рвзделванны, ки Дивнетристоц"ника, ии Ремни сварки Способ сварки Н, ин ни 19 19 3 5 19 19 310 Непрозарыотсутствуют 30 3,5 ИДСП Непроввры вкорне при перекрытии шва19 19 4,0 Эанимение слицевой сторонышва 1 1 19 15 3 15 Непровары в корне при перекрн"тии щвв 25 3.5 Занижение шва слицевой стороныНепроварн в на"нале шва 19 Без разделки 1 1 1,5 Непровары отсутствуют 20 20 860 4 У 1,5 ЭЛС Непровары в корнепри перекрытиишва 1;0 2,0 Занижение лицевойстороны шва 1 и-и 1,5 Непровары вкорне при перекрытии шеаЭанимение с лицевой стороны шва 1 25Непровары внацале шва Бвз разделки1 У 1 У 2,0 1 1 1 2,0 Непроварн отсут"ствуют 40 4,5 ЛС 1 5 1Непроеары в корне при перекрытии шва 1 111 Занижение с лицевой стороны шва-1- 20 2 0 Занижение с лицевой сторонышва н 15 2,0 Непровары в корне при перекрытии шва-1- Без разделки1 Ъ,Л В таблице приведено влияние параметров режима и геометрических параметров на качество сварных соединений,Формула изобретения Способ сварки плавлением, при котором на стыке свариваемых деталей на всю их толщину выполняют отверстие, источник нагрева устанавливают над отверстием, после чего увеличивают мощность источника до значения, обеспечивающего проплавление деталей на всю толщину, и включают перемещение источника нагрева относительно деталей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества сварных соединений путем устранения непроваров в 5 корневой части шва, отверстие выполняютромбовидной формы, малая диагональ которого равна диаметру источника нагрева, а большая диагональ - длине сварочной ванны, причем большую диагональ совмещают 10 со стыком..Малец аказ 1023 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изеодственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10