Способ автоматической приварки труб к трубным доскам

Союз Советскмк Соцналистнческик РвслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ 1 ц 893474(51)м. К.Р с присоединением заявки йо(23) Приоритет В 23 К 31/Об Государственнмй комитет СССР оо дедам нзобретеннй н открытнй(088.8) Дата опубликования описания 30, 12. 81) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРИВАРКИ ТРУ К ТРУБНЫИ ДОСКАИ Однако этот способ нельзя применять для приварки тонкостенных труб,так как очень велика вероятность прожогов труб. Кроме того, для автоматизации этого способа требуется сложное оборудование.Известен способ, при котором привварке ряда труб в трубные доски сварочный металл наплавляют по извилистойзубчатой траектории сначала с однойстороны ряда труб, а затем с другой.Получившийся шов представляет собойполукольцевые валики на соединениикаждой трубы с доской с перекрытиемна концах и по центральной линии между трубами (,31.Однако этот способ сложно автоматизировать, в частности, для вваркитонкостенных труб в трубную доску.20 Кроме того, при перекрытиях валиковпо центральной линии между трубамивозможны несплавления, что недопустимо Наиболпо техничсоб автомтрубным дтанавливас превыше Изобретение относится к сварке, в частности к спопобу автоматической приварки труб к трубным доскам, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства при изготовлении теплообменных аппаратов, трубных конструкций преимущественно малых (менее 10 мм) диаметров и толщин (менее 1 мм), к качеству которых предьявляются высокие требования.Известен способ вварки труб в трубные доски, при котором концы труб, выступающие из трубной доски на расстояние, равное толщине стенки трубы, развальцовывают, а затем заваривают по периметру трубы, при этом избыток свариваемого материала внутритрубы удаляют 1,Недостатком этого способа является трудность обеспечения введения электрода по периметру трубы. Кроме того, перенастройка на каждую трубу снижает производительность процесса сварки. Известен способ автоматической и варки труб к трубной доске, при котором оплавляют наружную поверхност трубной доски вместе с торцами труб путем перемещения источника тепла п принципу строчечной развертки 21. е близким к предлагаемомуской сущности является спотической приварки труб кскам, при котором трубы уст в отверстия трубной доскиием над ее наружной поверх 893474ностью и сваринают путем перемещениядуги вдоль ряда труб ( 4).Однако этот способ сложно осуществить при вварке тонкостенных трубмалого (менее 10 мм) диаметра в трубную доску, особенно из титановогосплава. Кроме того, сложно автомати-зировать вварку труб н доску, имеющуюв центре выступающую технологическуютрубу.Цель изобретения - повышение произ водительности процесса и качествасоединения при вварке тонкостенныхтруб малого диаметра в трубную доскупри расположении в центре доски технологической трубы,Указанная цель достигается тем, 15что в способе автоматической приварки труб к трубным доскам, при которомтрубы устанавливают в отверстияхтрубной доски с превышением над еенаружной поверхностью и сваривают путем перемещения дуги вдоль ряда труб,сварку осуществляют рассредоточеннойв направлении, перпендикулярном направлению сварки, дугой, размерыанодного пятна которой в этом на 25правлении выбирают из соотношенияОсдар+(2-4) дтр, а в направлениисварки - д (0,5-0,7) д.к, где Оодиаметр анодного пятна в направлении,перпендикулярном направлению сварки,см; д р диаметр трубы, см; 0 ртолщина стенки трубы, см; дц - диа-метр анодного пятна в направлениисварки, см;при этом катодное пятнодуги смещают относительно оси трубыв направлении, перпендикулярномнаправлению сварки, на величину,дтр /2+(1-2) д и сварку ведутс погонной энергией дуги= 17002000 Дж/см, где 9 - эффективная мощность дуги, Дж/с; ЧСН - скорость 40сварки, см/с.Кроме того, при вварке труб, концентрически расположенных в трубнойдоске, катодное пятно дуги перемещают при концентрическим окружностям радиусом К = й, фгде В,радиус окружности, проходящей черезоси соответстнующего кольцевого ряда отверстий труб в трубной доске,На фиг 1 показано взаимное рас 50положение катодного и анодного пятендуги при перемещении ее над отверстием в доске; на фиг. 2 - схемавварки труб в трубную доску с кон центрично расположенными отверстиями и технологической трубой в центре.На фиг, 1 и 2 обозначены; электрод 1; сварочная дуга 2; катодное и анодное пятна 3,4 дуги 2 соответственно, сварной шов 5; снарочная ванна б; трубная доска 7;труба 8; отверстие 9 в доске; технологическая труба 10; развальцонанный конец 11 трубы 8; сварнойшов 12 внаренной трубы 8; скорость сварки н,радиус Вд окружности,проходящей через осй отверстий 9в доске 7,радиус Й окружности,покоторой перемещают катодное пятно 3; диаметр д . и толщина 0 трввариваемых труб 8 соответственно;размер Оанодного пятна 4 в направлении, перпендикулярном напранлениюсварки; размер дс, анодного пятна 4дуги 2 в направлении сварки;величинасмещения катодного пятна3; глубина Н проплавления;расстояние 0 электрода 1 от доски 7;угол заточки 9 электрода 1; ширина Ь электрода 1. Способ осуществляют следующил образом.Предварительно устанавливают электрод 1 над трубой 8, выступающей над поверхностью доски 7 таким образом, чтобы катодное пятно 3 дуги 2 было смещено относительно оси трубы 8 на величину Ед (2 + .+(1,0-2,0) д. р Ток и длину Р дуги 2 выбирают йз условия, чтобы размер ОО анодного пятна 4 в направлении, перпендикулярном направлению сварки, превышал диаметр д р трубы 8 на (2-4) Д Дополнительно дугу 2 рассредотачивают н направлении, перпендикулярном направлению перемещения, например, путем обеспечения угла заточки. В электрода 1 в пределах 60-70 . Затем зажигают между электродом 1 и доской 7 дугу 2. При этом ее катодное пятно 3 смещается относительно оси трубы 8 на д-р(2+(1,0- -20) д-р а размер анодного пятна превышает д-р на (2-4) дтрДуга 2, рассредоточенная в направлении, перпендикулярном направлению перемещения, имеет значительно меньший разме" д с, в направлении сварки. При перемещении дуги 2 со скоростью Чсн осуществляют поверхностное пропланление металла доски 7. глубина проплавления Ь и объем ванны недостаточны для замыкания отверстия 9, так как силы адгезии (смачивание жидкого и твердого металлов) превышают силы поверхностного натяжения, обусловленные рад:; -2 Д усом кривизны отверстия трубы .-)ЦтКроме того, форма ванны 6 имее 1 вытянутую часть в направлении, перпендикулярном напранлению перемещения дуги, и сплюснута в направлении сварки, чтодополнительно уменьшает действие сил поверхностного натяжения (из-за частичного действия их по периметру отнерстия трубы),Поэтому при расположении дуги 2 над трубой 8 и отверстием 9 оплавляют выступающие концы труб и края отверстия доски 7, образуя сварной шов 12 о плавным и равномерным сечением провара.Фиг.2 оставитель Л. Назароваехред Т, Маточка Корректор Л. еньо Лежни едакто Тираж 1151 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., дЗаказ 11337 Проектная,4 тент", г. Ужгоро Филиал П этом катодное пятно дуги смещают относительно оси трубы в направлении, перпендикулярном направлению сварки, на величинуТ дР(2+(1-2) дтР и сварку ведут с погонной энергией дуги .- 1700 - 2000 Дж/см,где цсвэффективная мощность дуги, Дж/с;ЧСВ- скорость сварки, см/с.2. Способ по п,1, о т л и ч а ю- .щ и й с я тем, что, с целью повышения качества соединения, при вварке труб, концентрически расположенных в трубной доске, катодное пятно дуги перемещают по концентрическим окружностям радиусом В йо тгде йрадиус окружности, проходящей черезоси соответствующего кольцевого ряда отверстий труб в трубной доске.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3928166,кл. 29-157,5, 1955.2, Авторское свидетельство СССР9 148174, кл. В 23 К 9/00, 1961.3. Патент США Р 3291962,кл, 219-137, 1966.4. Авторское свидетельство СССРР 414063, кл. В 23 К 9/00, 1971