Способ сварки кольцевых соединений магнитоуправляемой дугой

(51) 5 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВ(54) СПОСО ДИНЕНИЙ ГОЙ (57) Исполь решетками ческом маш тения; при магнитоуп кольцевой метричное Перед реве ковременн СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ СОЕАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДУергеД.М. ебов 9(08,ляет дета мещ ключ напр 1(71) Казанский филиал Московского этического института(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 122560, кл. В 23 К 9(08, 1959.Патент США И. 4278868, кл. В 23 К1980,Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способам для сварки кольцевых соединений, преимущественно труб с трубными решетками, электрической дугой, вращающейся в магнитном поле и может быть использовано в энергетическом и нефтехимическом машиностроении.Известен способ сварки кольцевых швов, при котором сварка производится с помощью кольцевого электрода и вращающейся, электрической дуги, перемещаемой по периметру шва постоянным магнитным полем;Однако из-эа воэможности доступа к трубной решетке только с наружной стороны этот способ не позволяет качественной сварки труб с трубными решетками,Наиболее близким к предлагаемому явся способ для нагрева металлических лей бегущей электрической дугой, переаемой магнитным полем. Способ заается в попеременном изменении авления вращения дуги в результате.,Ж , 1775252 А 1 зование: сварка труб с трубными в энергетическом и нефтехимииностроении. Сущность изобресварке кольцевых соединений равляемой дугой используют неплавящийся электрод и асимреверсируемое магнитное поле, рсом магнитного поля его крат о отключает. 1 з.п.ф-лы, 3 ил,изменения направления магнитного потока, При этом электрическая дуга попеременно смещается к наружной поверхности трубы и электрода при нарастании воздействия магнитных сил и к внутренней кромке при снижении воздействия магнитных сил,Недостатком известного способа являются неравномерная глубина проплавления по периметру кольцевого шва и местные подплавления торца неплавящегося кольцевого электрода вследствие регулярной локализации более эффективного нагрева во время уменьшения скорости перемещения дуги при ослаблении управляющего магнитноо поля на определенных участках периметра шва и торца электрода за счет регулярности симметричного реверсирования вращения дуги. В результате снижаются качество сварки и стойкость неплавящегося электрода,Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем равномерного проплавления гвариваемых кромок по всему периметру шва и повышение стойкости неплавяще-ося электрода путем устра 17752525 10 15 20 30 35 40 45 50 55 нения локальных перегревов его рабочего горца.Поставленная цель достигается тем, что управляющее реверсируемое магнитное поле формируют асимметричным, а перед реверсом магнитного поля его кратковременно отключают.Новым в предлагаемом способе является асимметричность управляющего реверсируемого магнитного поля и кратковременные его отключения перед реверсом, Асимметрия управляющего реверсируемого магнитного поля может осуществляться путем изменения амплитуды или длительности противоположных полупериодов тока управляющего электромагнита, Во время меньших амплитуд или меньшей длительности полупериода тока управляющего электромагнита, а также во время кратковременных отключений последнего, движение сварочной дуги замедляется, При этом определенные части периметра шва и торца электрода прогрева- ются интенсивнее, возрастает глубина проплавления металла шва. В полупериоды большей амплитуды и длительности тока управления электромагнита аналогично изменится управляющее реверсируемое асимметричное магнитное поле и, следовательно, сварочная дуга совершает большее вращательное движение по кольцевому контуру в направлении вращения дуги, еоответствующим полупериодом с большей длительностью и амплитудой тока электромагнита, что обеспечивает периодическое поступательное движение зоны интенсивного нагрева, по кольцевому контуру в направлении вращения дуги, соответствующим полупериодом с большей амплитудой и длительностью тока электромагнита, В результате достигается равномерное увеличение глубины проплавления по всему кольцевому периметру шва и устранение локальных подплавлений торца неплавящегося электрода и повышение его стойкости.На фиг, 1 представлен пример асимметричного формирования управляющего реверсируемого магнитного поля путем изменения амплитуды противоположных полупериодов тока электромагнитац1, где 1- амплитуда тока в первом полупериоде, а длительности полупериодов равны 11 = 12, где 11 - длительность первого полупериода, 12 - , противоположного полупериода. На фиг, 2 представлено тоже самое с отключениями магнитного поля в течение времени паузы тп перед реверсом поля путем кратковременного отключения электоомагнита, На фиг, 3 представлен при-. мер асимметричного формирования управляюшего реверсируемого магнитного поля путем изменения длительности противоположных полупериодов тока электромагнита 11т 2 с его кратковременными отключениями. где амплитуда тока противоположного полупериодак и первого полупериода р - равны, а длительности тока первого полупериода 11 и противоположного полупериода не равны, соответственно не равны длительности пауз тока после первого палупериода 1 п 1 и после прот."воположного полупериода афпг. Возможно одновременное сочетание асимметричного формирования уп раля ющего реверсируемого магнитного поля путем изменения амплитуды ци длительности т.; Ф- т противоположных полупериодов тока электромагнита Сварку по этому способу производят следующим образом, Устанавливают сварочное устройство концентрично продольной оси ввариваемай трубки с заданным дуговым промежутком, Устанавливаются требуемые технологией величины времени остановов дуги и асимметрия амплитуд или длительностей противоположных полупериодов реверсирования, Включают питание электромагнитного устройства и в дуговом промежутке создают асимметричное реверсируемое магнитное поле, Возбуждают сварочную дугу, Взаимодействие магнитного поля дуги с магнитным полем электромагнитной катушки приводит к асимметричному реверсированию вращения дуги с кратковременными остановками ее во время смены направления вращения, Во время замедленного движения и кратковременных остановок дуги определенные части торца электрода и периметра шва прогрева- ются более эффективно, глубина проплавления возрастает, В полупериоды большей длительности и амплитуды тока управления магнитной катушки дуга совершает большее вращательное перемещение по кольцевому контуру, что в противоположные полупериоды меньшей длительности и амплитуды, В результате зона эффективного нагрева получает одностороннее поступательное движение по кольцевому контуру в направлении вращения дуги, соответствующим полупериодом тока электромагнита с большей длительностью и амплитудой, что позволяет достичь равномерное увеличение глубины проплавления с качественным формированием металла по всему кольцевому периметру шва, устранение локальных подплавлений торца неплавящегося электрода и повышение его стойкости.П р и м е р 1. Сиаривались трубы с трубными решетками из стали 12 х 18 Н 10 Т с асимметрией амплитуды тока электромагнита противоположных полупериодов реверсирования и кратковременным отклю, чением тока электромагнита. Размер трубок Ф 25 х 2,0 мм, Трубная решетка располагаласьв нижнем положении. После установки сварочной головки с кольцевым электродом концентрично свариваемому стыку длиной дуги 2,2 - 2,4 мм подают защитный газаргон около 30 - 35 л/мин, иключают ток, инвертируемый,частотой 7 Гц ток питания электромагнитной катушки 3,6 - 3,7 А на одном и 3,1 - 3,35 А на другом полупериоде с длительностью бестоковой паузы 0,005 с, иозбуждают сварочную дугу с током 650 - 670 А. Вследствие взаимодействия управляющего магнитного поля катушки и собстиенного магнитного поля дуга получает асимметричное реверсируемое вращение и в течение времени 6 с обеспечивает равномерное проплавление глубиной около 1,8 - 2 мм кольцевого стыка и качественное формирование шва по всему периметру, После выключения дуги остывающий шов обдувается в течение 3-4 с защитным потоком аргона.П р и м е р 2, Сваривались трубы разме- ром Р 35 х 2,5 мм с трубными решетками и нижнем положении из стали 12 х 18 Н 10 Т с асимметрией длительности тока электромагнита противоположных полупериодои реверсирования и кратковременным отключением тока электромагнита, После установки сварочной головки с кольцевым электродом концентрично сиариваемому стыку длиной дуги 2,2-2,4 мм, подают защитный газ - аргон около 30 35 л/мин.включают иниертируемый частотой 7 Гц токпитания электромагнитной катуьчки 3,6- 3.7А с длительностью 0,065 с и паузой 0,005 с5 на одном полупериоде и соответственно0,060 с и 0,010 с - на другом, возбуждаютсварочную дугу с током 670-700 А. Вследствие взаимодействия управляющего магнитного поля катушки и собственного10 магнитного поля дуга получает асимметричное реверсируемое вращение и и течениевремени 6 - 6,5 с обеспечивает равномернопроплаиление около 2,0 - 2,4 мм кольцевогостыка и качественное формирование шиа по15 всему периметру. После выключения дугиостывающий шои обдуиается в течение 3-4с защитным потоком аргона,Использование предлагаемого способаобеспечивает по сраинению с известным20 выполнение качественных соединений с заданной глубиной проплавления и повышение стойкости неплавящегося электрода,Формула изобретения25 1. Способ сварки кольцевых соединений магнитоуправляемой дугой, при котором используют кольцевой неплавящийсяэлектрод и реверсируемое управляюгцеемагнитное поле, отл ич а ю щи йс я тем,30 что, с целью повышения качества сварныхсоединений, преимущественно труб с трубными решетками, и увеличения срока службы неплаиящегося электрода, упраиляющеереверсируемое магнитное поле формируют35 асимметричным,2, Способ по и, 1, от л ич а ю щи й с ятем, что перед реверсом магнитного поляего кратковременно отключают,1775252 4 Ьг.5оставитель Б,Ибатуллиехред М,Моргентал ректор Н,Тупица едак оизводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 каз 4011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5