Способ дуговой приварки полых стержней

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 177 О 694(51)м, к,з В 23 К 9/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 17. 10. 80 В. А. Богдановский, В. М. Гавва, А. И, Гончаренко,А. И. Пономарев и В. А. Задорожный(71) Заявитель Ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона(5 я)спОсОБ ДУГОВОЙ пРиВАРки пОлых стеРжней Изобретение относится к дуговой сварке плавлением и может быть применено в судостроительной, машиностроительной и авиационной отраслях.Известен способ приварки шпилек, 5 заключающийся в том, что между торцами шпилек и поверхностью основного иэделия возбуждают дугу, горящую до образования жидкой прослойки на соединяемых поверхностях, после чего 10 стержень прижимают к ванне иэделия 11.Однако такой способ пюиварки шпилек применим. для стержней, диаметр которых соизмерим с размером активногопятна дуги. При увеличении стержня пятно дуги, а с ним и столб дуги, перемещаясь хаотически по торцу стержня, неравномерно сплавляют его в зоне сварки, что вызывает деФекты типа неоплавлений и выплесков. 20Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ дуговой приварки стержней,по которому торец стержня и изделия нагревают двумя дугами,.горящими одновре менно с неплавящегося промежуточного электрода, который устанавливают в зазоре между стеюжнем и изделием и удаляют при сближении стержня и изделия 21. 30 Однако существующие способы дуговой приварки стержней имеют ряд недостатков:1. Большая скорость осадки стержня в жидкую ванну иэделия, которая обусловлена большимдуговым промежутком, равным двум длинам дуг плюс диаметр неплавящегося электрода; временем, необходимым на отвод неплавящегосяэлектрода, так. как осадка происходит при отключенном источнике питания.При большой скорости осадки стержня, особенно полого, происходит усиленное разбрызгивание жидкого металла и заполнение полости стержня хидким металлом, что снижает качество и ухудшает Формирование шва. 2. Необходимость раздельной регулировки режима(мощности и длительности горения) каждой из дуг в зависимости от соотношения диаметра стержт ня и толщин изделия, что вызывает необходимость применять два и более источника питайия и усложняет процесс настройки аппаратуры.Цель изобретения - разработка способа дуговой приварки полых стержней к изделию любой толщины и кривизныповерхности и получения качественного соединения.Это достигается тем, что в полости стержня, расположенного на расстоянии от йзделия, устанавливают неплавящийся электрод, рабочую поверхность которого располагают ниже торца стержня на расстоянии дугового промежутка от поверхности иэделия.Возбужденной дугой, горящей между неплавящимся электродом и иэделием, производят предварительный подогрев изделия, после чего полый стержень подают вдоль оси к изделию.По мере приближения полого стержня к поверхности изделия, горящая дуга в соответствии с принципом са. морегулирования переходит с неплавящегося электрода на торец полого стержня с образованием дуги между стержнем и изделием. При этом происходит оплавление кольцевой поверхности полого стержня и поверхности изделия с последующей осадкой полого стержня и образованием сварного соединения.На фиг. 1 показан предварительный подогрев изделия дугой неплавящегося электрода с одновременным перемещением полого стержня вдоль оси; на фиг. 2 - оплавление соединяемых поверхностей полого стержня и изделия; на фиг.3 - сварное соединение между полым стержнем и иэделием после осадки;на фиг. 4 - схема устройства для конкретного осуществления предлагаемого способа.Данным способом можно производить приварку полых стержней из малоуглеродистых, низколегированных и высоколегированных конструкционных сталей к изделиям из аналогичных материалов.Предлагаемый способ дуговой приварки полых стержней осуществляют следующим образом. В сопле 1 закрепляют полый стержень 2(бонку)нарух(ным диаметром 4-16 мм,высотой до 50 мм и толщиной стенки до 4 мм; в полости которого устанавливают не- :плавящийся И-электрод 3 диаметром 1,0-6,4 мм(в зависимости от размеров привариваемого стержня),который одним концом жестко крепится к корпусу устройства, а рабочий его участок располагают ниже торца полого стержня 2.Полый стержент 2(бонку)зажимают пружинящим кольцом 4, а подачу сопла;1 с закрепленным полым стержнем 2 осществляют штоком пневмоцилиндра 5.Вертикальным перемещением установки полый стержень 2 с установленным в нем Ю-электродом 3 подводят к изделию на расстОяние дугового промежутка.При включении источника питания между рабочей поверхностью неплавяще гося электрода 3 и изделием б с помощью осциллятора возбуждают дугу, 55 60 65 Предлагаемый способ дуговой приварки полых стержней повышает качество сварных соединений и расширяет диапазон толщин изделий, к которым производят приварку стерйней, что обусловлено следующими факторами:осуществлением плавной осадки полого стержня под током в жидкую ванну изделия, предотвращающей затекание жидкого металла внутрь стержня и исключающей : выплеск жидкого металла которой производят предварительныйподогрев изделия б до 1400-1500 С.После Предварительного подогрева изделия б посредством штока пневмоцилиндра 5 сопло 1 с полым стержнем 2плавно подают вдоль оси к поверхностиизделия б в зону ионизированного газового потока, образованного дугойнеплавящегося электрода 3, При этом,дуга, горящая с неплавящегося электрода 3, переходит на кольцевой торецполого стержня 2 в соответствии спринципом саморегулирования и в течение 0,5-2,0 с, в зависимости отвеличины тока дуги и размеров пологостержня 2, оплавляет кольцевую по верхность его торца и поверхнсстьизделия б. После оплавления к стержню 2 приклацывают усилие Р, под действием которого происходит осадкастержня с образованием сварного сое динения.Тепловая мощность дуги предварительного подогрева и дуги, горящеймежду торцом полого стержня 2 и изделием 4, регулируется в зависимостиот толщины изделия и размеров привариваемых стержней.Приварка полых стержней предлагаемым способом может производится в,среде защитных газов(аргон, гелий иих смесей),подаваемых из сопла 1(стрелка А), В качестве конкретногопримера осуществления приварки полыхстержней предлагаемым способом можетслужить приварка стержня из малоуглеродистой стали диаметром 12 мм и З 5 толщиной стенки 2,0 мм к изделию толщиной 20 мм из аналогичной стали.Вертикальным перемещением устройства И-электрод 3 диаметром 4,0 мм иполый стержень 2 устанавливают относительно изделия на расстоянии 78 и 12 мм соответственно. С подачейзащитного газа между И-электродом 3и изделием 4 возбуждают дугу и подогревают иэделие до Т:1400-1500 С на 45 режиме: 1 З=370-400 А; Ор=16-18 В в течение 2,5-3,0 с.После, подогрева производят подачуполого стержня к изделию до моментаперехода дуги на торец стерхня, и втечение 1,0-1,2 с происходит его оплавление, после чего с усилием около0,5 кг и скоростью 0,5 см/с производят осадку стержня до образованиясварного соединения.и образование неоплавлений и прочих дефектов;позволяет регулировать величину тепловложения одним источником питания при толщине изделия, значительно превышающей толщину стенок стержня, благодаря предварительному подогреву поверхности изделия, что удеюаевляет и упрощает оборудование;позволяет осуществить равномерное оплавление в зоне сварки кольцевой поверхности полого стержня и поверхности изделия, что улучшает Формирование сварного шва.Формула изобретенияСпособ дуговой приварки полых стержней к изделию, при котором первоначально производят предварительный подогрев изделия вольфрамовым электродом, а затем оплавление стер. жня и его осадку, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем уменьшения разбрызгивания и расширения диапазона свариваемых толщин, вольфрамовый электрод при предварительном подогреве располагают внутри привариваемого стержня так, чтобы его рабочий участок выступал за торец стержня, а оплавление стержня производят путем подачи полого стержня к изделию до перехода дуги с неплавящегося электрода на стержень.источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе1. "Технология электрической сварки плавлением". Под ред. Б. Е. Патона. машгиз, 1962, с. 161.2. Авторское свидетельство СССР ;щ Р 483212, кл. В 23 К 9/20,1971.770694 Зак писно илиал ПЛП"Патент", г, ужгород, ул. Проектная,4 Составител дактор Г. Нечаева Техред Н.Г7346/13 Тираж 1160 ВНИИПИ Государственного компо делам иэобретений и от 13035, Москва, Ж, Раушск Тютченкова Корректор И, Муска тета Срытийя наб.