Способ двухдуговой сварки неплавящимися электродами в среде защитного газа

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеез СстаетсинхСецмвлнстнчесннкРеспублнн(22) Заявлено 0211.76(21) 2418351/25-27 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государствеиимй комитет СССР по делам изобретений и открытий) Заявите Т кнй политехнический институтрубный завод сков ОСОБ ДВУХДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЦИМИСЭЛЕКТРОДАМИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНОГО ГАЗА(54 2 уговпитаами дуговоошовныхм в ср е вой сварки локи между проволоке, тельности ни я т сооб ьной оси с подач дугами, с целью и качес шают ко шва,достатком данного способа ся то, что он требует борудовання, Сварной шовбольшим усилением эа ельной массы расплавлен" рисадочной проволоки, а усиления шва может ломке инструмента калетей стана 1 . Однако не сварки являе громоздкого формируется счет дополни ного металла Большая высо привести к п либровочных способ сварки плавлениемпоследовательно располо-тродами с подачей краткопульсов тока, Для повыше-сварного соединенияидкий металл сварочнойый способ не повышаетрки и- качество сварного "ЗО Известен несколькими женными элек временных им ния качества ,встряхивают ж ванны. Данн скорость сва шва (2 . Изобретение относится к сварке, преимущественно пря труб,неплавящимся электрод защитного газа. Известен способ двухдуг ей прнсадочной пров причем присадочной повышения производи тва сварного соедин лебания вдоль продолИзвестен также способ двухд ойсварки, в котором одна из дугется положительньвтй полупериод выпрямленного трехфазного тока, другая -отрицательными . Этот способ. также неповышает скорость и качество сварки,так как с ростом величины сварочноготока для обеспечения заданной. глубиныпроплавления, стойкость одного изнеплавящихся электродов, выполняющегороль анода, снижается 13 .Все въваеперечисленчые способы в условиях сварки прямошовиых труб обладают одним общим недостатком: с ростам тока и скорости сварки образуетсяи увеличивается участок сварногосоединения с г.онижеииой технологической прочностью, который раэрывется поддействием упругих деформаций стеноктрубной заготовки после выхода из зонысжимающих усилий опорно-сварочногоузла стана,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кописываемому изобретению является способ дуговой сварки с принудительнымдавлением на металл сварочной ванны, осуществлтемым электрической дугой, прикотором принудительное давление осуществляют вспомогательной59 4максимального давления, что предотвращает разрыв сварного соединения илиобразования в нем трещин с увеличением тока и скорости сварки (повышениепроизводительности процесса сварки).Расстояние от дуги, расположеннойперед точкой схождения кромок трубнойзаготовки в направление сварки, выбирается не превышающим длины сварочнойвайны, так как при расстоянии большем, чем длина сварочной ванны, оплавление кромок и их последующая кристаллизация происходит вне эоны максимального давления опорно-сварныхроликов, т,е. беэ образования сварного соединения.Однако шов, сваренный первой дугой,имеет большое усиление, некачественный внешний вид (подрезы) и требуетпри последующей операции калибровки(в калибровочном узле стана) значительных деФормаций и усилий, которыемогут привести к поломке инструмента.для получения качественного формирования поверхности шва и ликвидацииусиления на вторую дугу накладываютзнакопеременное продольное магнитноеполе, позволяющее управлять полемскоростей движения жидкого металла.в сварочной ванне и равномерно распределять жидкий металл по поперечному сечению шва,Равенство сварочных токов обеихдуг обеспечивает, с одной стороны,пРоплавление на глУбинУ 1/4-;1/3 сваренного шва первой дугой, а с другой стороны,- идентичность условиймагнитного взаимодействия обеихдуг.Равенство токов дуг не устанавливает разницу в глубинах проплавления первой и второй дуги. Эта разница ( 1/4+1/3 у второй дуги по отношению к первой) объясняется нера"венством условий теплового воздействия дуг на свариваемое соедине-.ние по разные стороны от точкисхождения кромок.Тепло первой проплавляющей дугивоздействует на еще не сваренныекромки и проникает в стык на всюего глубину. Причем, сварочный ток,скорость сварки и длина первой дугивыбираюТся из условия обеспечениязаданной (на всю толщину кромок)глубины проплавления, Тепло второй;дуги, воздействуя на уже сваренныйпервой дугой шов, не мажет проникнуть на ту же глубину, что и теплопервой дуги, поэтому глубина проплавления второй дуги меньше, чем первой.Неравенство по проплавлению объясняется также и длиной второй дуги, ко 60 торая выбирается в 2-3 раза больше,чем у первой для обеспечения большейширины проплавления, Продольное знакопеременное магнитное поле, воздействующее на вторую дугу, рассредота 65 чивая дугу по ширине шва и способст 3 6719дугой, следующей за основной дугойна расстоянии, равном 0,5-0,7 отдлины сварочной ванны, при этом мощность вспомогательной дуги выбираютв зависимости от скорости сварки впределах от 0,5 до 0,4 мощности основной дуги 4)Однако известный способ сваркитруб обладает существенными недостатками. Применение эначительйых сварочных токов для обеспечения заданнойглубины проплавления при возрастании Юскорости сварки ведет к увеличениюобщей длины сварочной ванны (общаядлина сварочной ванны по известномуспособу определяется суммой длийванн от основной и вспомогательной 15дуг) и участка шва с пониженной технологической прочностью, которыйразрывается под действием упругихдеформаций стенок трубы после выходаиз зоны сжимающих усилий опорно-сварочных роликов.Таким образом, применение известного способа для сварки прямошовныхтруб на повышенных скоростях практически невозможно, он требует специальных устройств, удерживающих сварной шов от разрыва после выхода егоиз зоны давления опорно-сварочных роликовв,Целью иэобретення- является повы"шенйе" йроизводительности процессасварки и качества сварных швов путемуправления движением жидкого металлав сварочной ванне.Это достигается тем, что в способе двухдуговой сварки неплавящимисяэлектродами в среде защитного газа.преимущественно прямошовных трубдугирасполагают по разные стороны отточки схождения кромок заготовки трубы на расстоянии 1,5-2 длин сварочной 40ванны между дугами, при этом дугу,находящуюся впереди точки схождения" кромок в направлении сварки, располагают от точки схождения кромок нарасстоянии, не превышающем длины сварочной ванны, и на дугу, расположеннуюпозади точки схождения кромок,воздействуют знакопеременным продоль- .ным магнитным полем, причем токи дугравны. %Помещение точки схождения кромокзаготовки между дугами позволяет, вотличие от известного способа, разнести по времени и в пространстветочки ввода тепла первой дуги и макси мального сжатия кромок трубной заготовки. Первая дуга сначала оплавляеткромки заготовки на заданную глубину(всю толщину кромок), а потом заготовка (со скоростью сварки) подается взону сжимающих усилий опорно-сварочных роликов,Таким образом, по предлагаемомуспособу зона пониженной технологической прочности сварного шва всегдапространственно оказывается в зоне5 671959 6вуя тем самым перераспределению массжидкого металла по поперечному сечению сварочной ванны, также увеличивает ширину шва и уменьшает глубинупроплавления,Таким образом, функции дуг различны, Первая короткая дуга всегда проплавляет стык на всю глубину кромок,в то время как глубина и ширина проплавления второй, более длинной дуги,регулируется оператором-сварщикомиз условий гарантированного перепла- рва дефектов наружной поверхности сварного шва (подреэы, усиление) послепервой дуги и обеспечения качественного внешнего вида сварного соединения с помощью изменения длины дуги,напряженности продольного магнитногополя и расстояния между дугами,Неодинаковость в характере,воздействия дуг обуславливает разницув геометрической форме и размерахих зон проплавления,Расстояние между дугами 1,5-2 длины сварочной ванны является оптимальным с точки зрения исключениявоздействия продольного знакопеременного магнитного поля на первуюдугу, конструктивного выполнения иразмещения сварочных горелок.Расстояние большее, чем 2 длинысварочной ванны, приводит к ростувеличины сварочного тока второй дуги, так как она будет гореть на болеехолодном металле. Предлагаемый способ поясняется чертежом, содержащим точку 1 максямального сжатия и схождения кромок 2 трубной заготовки 3 в опорно-сварочныМ роликах 4, сварочный электрод 5 первой дуги, сварочный электрод б второй дуги, сварочную ванну 7 первой ду" 40 ги,линию напряженности у знакопеременного продольного магнитного поля.Предлагаемый способ состоит в следующем.Перед началом сварки сварочный 4 электрод 5 первой дуги помещают от точки 1 кромок 2 трубной заготовки 3 на расстоянии Ь 4 Ьв. Сварочный электрод .б второй дуги располагают от сварочного электрода 5 первой дуги на расстоянии 1,5-2 Ьв, где Ьв-длина сварочной ванны, Затем приводят в движение трубную заготовку 3 и пропускают ее через опорно-сварочные ролики 4, возбуждают сначала первую дугу, а затем вторую дугу, 56 Налагают на вторую дугу знакопеременное продольное магнитное поле и производят сварку. П р и м е р. Проводилась сварка труб 38 х 2,5 из стали 12 Х 18 Н 10 Ь йа трубоэлектросварочном стане 10-60. Перед сваркой Неплавящийся электрод первой дуги располагали от точки схождения кромок трубной заготовки на расстоянии 26 мм. Неплавящийся: электрод второй дуги располагали от электрода первой дуги на расстоянии 50 мм, После подачи трубной за" готовки со скоРостью сварки 3,6 м/мин в зону опорно сварочных роликов, возбуждалась сначала первая дуга, а затем вторая дуга. Частота управляющего знакопеременного продольного магнитного поля, налагаемогб иа вторую дугУ и ванну, составляла 5-10 гц (подби- , рается в зависимости от выбранного режима сварки). Сварочный ток первой и второй дуги поддерживался равным 350 А, В качестве защитного газа использовался аргон марки А.Способ поэволяет повысить произво" дительность трубоэлектросварочных станов в 2,5-3 раза при хорошем качестве сварнбго шва. Формула изобретенияСпособ двухдуговой сварки неплавящимися электродами в среде защитного газа,преимущественно прямсыовныхтруб, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производительности процесса сварки и качества сварных швов путем управления движениемжидкого металла в сварочной ванне,дуги располагают поразные стороныот точки схождения кромок заготовкитрубы на расстоянии между дугами1,5-2 длин сварочной ванны, при этомдугу, находящуюся впереди точки схож"дения кромок в направлении сварки,располагают от точки схождения кромокна расстоянии, ие превышающем длинысварочной ванны, и на дугу расположенную позади точки схождения кромок,воздействуют знакопеременным продольным магнитным пблем, причем токи дугравны.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторскоесвидетельство СССРР 351653, кл, В 23 К 9/00, 19712. Авторское свидетельство СССРМ 437587, кл, В 23 К 9/16, 1972.3, Патент Франции 9. 2126541,кл, В 23 К 9/00, 1972.4. Авторское свидетельство СССР9 454976, кл. В 23 К 9/16, 1973671959 Составитель Г.Кв Техред 3, фанта ьноваКорректор инск Тирак 1221ИИПИ Гооударственного комно делам изобретений и отк5, Москва, Ж, Раушская Закаэ 3764/12 130 филиал ППП фПатейт, г,уагород,л,Проектная, 4 Редактор В.Смирягииа Подписноетета СССРытийнаб д,4/5