Способ сварки труб с трубной решеткой

СОЮЭ СОВЕСОЦИАЛИСТРЕСПУБЛ СНИХИЧЕСНИХ 91 (11) К 31 06 В 23 БРЕТЕНИЯСТВУ ВТОРСИОМ ин,.(56) 1. Патент Ф кл. В 23 К 31/06 2. Авторское Р 148174, кл. В 3, Патент США кл. 219-137, 196/1 , 96191962,ототип). д в 7) 1. СПОСОБ СВАРКИ ТРУБ СРЕШЕТКОЙ, при котором труанавливают в отверстия трубетки и сварку осуществляют вательно в каждом ряду, вы- " сварные швы с одной и с друроны каждой. трубы и на пере, (54) (5ТРУБНОЙбы уст,ной решпоследополняягой сто 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО(53) 621,791.753,9(088.8с мычках между ними, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения за счет устранения несплавлений в местах перекрытия, сварку осуществляют одновременно с двух сторон ряда труб двумя электродами, кото-; рые располагают симметрично относительно оси трубы навстречу друг другу под углом 10 -20 к вертикальо ной оси трубы и перпендикулярно направлению сварки, а в местах перекрытия в начале и конце сварки важой трубы и перемычках сварку ведут общую сварочную ванну.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, уто расстояние 2 между электродами в начале и конце свар ки каждой из труб выбирают из следующего соотношения 1:(0,7+0,9) Йнер, где йр- наружный диаметр трубй.55 ками 3. Недостатком из вест ного спо со баявляется то, что в процессе сварки 65 Изобретение относится к дуговойсварке плавящимся электродом в средезащитных газов соединений труб струбными досками иэ различных материалов и может найти применение всудостроении, энергетической,крисгенной, химической и других отраслях.промышленности.Известен способ и устройство длясварки труб с трубными досками, когда движение инструмента производится 10,с помощью автоматики по программе;трубки располагают, в два параллельных ряда и процесс обработки .производитсяодновременноСварку производят неплавящимся электродом, который перемещают вокруг каждой трубки, устройство фиксируют автоматически и перемещают по направляющим Ц .Для осуществления этого способасварки необходимо использовать сложное и громоздкое электронное и механическое оборудование, что делаетнецелесОобразным его использованиедля сварки небольших трубных решеток. 25Известен способ автоматическойприварки труб к трубных доскам,при котором сплавляют наружную поверхность трубнОй доски вместе сторцовыми поверхностями труб путем перемещения источника теплапо принципу строчечной развертки 2Недостатки данного способа заключаются в следующем, При сваркеответвленных конструкций и изделий З 5не допускается наличие брызг и наплавки металла во внутренней полости труб, чего невозможно избежатьпри данном способе; в процессе сварки возникает неравномерность оплавления торцовых поверхностей ввариваемых труб, что ведет к снижениюкачества сварных соединений; приавтоматизации данного способа применяется сложное оборудование, которое целесообразно использовать присварке трубных решеток больших размеров.Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности способ дуговой сварки труб с трубной решеткой,.при котором трубы устанавливают вотверстия трубной решетки и трубыпоследовательно сваривают дугой,горящей с электрода, сначала с одной стороны ряда труб, а затем сдругой с перекрытием на концах труби на перемычках. Получившийся шовпредставляет собой полукольцевыевалики на соединении каждой трубки с доской с перекрытием на концах бОи по центральной линии между трубв местах перекрытия полукольцевыхваликов возникают несплавления, чтоухудшает качество сварного шва, при-водит к растрескиванию сварных соединений.Цель изобретения - повьпаейие качества сварного шва при сварке трубс трубной решеткой за счет устраненения несплавлений в местах перекры,тия.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу сварки труб струбной решеткой, при котором трубыустанавливают в отверстия трубнойрешетки и сварку осуществляют последовательно в каждом ряду, выполняясварные швы с одной и с другой стороны каждой трубы и на перемычках между ними, сварку осуществляют одновременно с двух сторон ряда трубдвумя электродами, Которые располагают симметрично относительно оси трубы навстречу друг другу под углом10 -20 к вертикальной оси трубы иперпендикулярно направлению сварки,а в местах перекрытия в начале иконце сварки каждой трубы и перемычках сварку ведут в общую сварочную ванну.Причем расстояние 1 1 междуэлектродамив начале и конце сваркикаждой из труб выбирают из следующего соотношения:У:(0,7+0,9) а,где аюр - наружный диаметр трубыНа фиг. 1 показана схема выполнения способа сварки труб с трубнойрешеткой, на фиг, 2 - то же, разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3схема наложения полукольцевых валиков по концам труб (разрез Б-Б нафиг. 1); на фиг. 4 - схема образования двумя дугами общей ванны (разрез В-В на фиг.1); на фиг. 5 - схема выполнения способа сварки трубс трубной решеткой, при котором наперемычках горит дежурная дуга, арасплавления электродного металлане происходит,Буквами обозначено: ЧЗ - скоростьсварки; Йс,р- наружный диаметр трубы, ввариваемой в трубную решетку;2 - расстояние между электродамипри образовании общей ванны,Способ сварки труб с трубнойрешеткой осуществляют следующимобразом,Предварительно выполняют сборкутрубной, решетки 1 с трубами 2, Перед сваркой заглушают отверстиятруб 2 медными заглушками 3 и устанавливают электроды 4 наклоннодруг к другу под углом 10 -20 д квертикальной оаи. Угол выбран изусловия качественного формированияшва. Если величина угла при наложении шва будет меньше своей оптимальной величины, то возникнове10 ниеобщей ваины между дугами будетневозможно, что приведет к несплавлениям в местах перекрытия полукольцевых валиков и нарушит качествосварного шва.Если величина угла наклона электродов больше 20 оф, то при наложении полукольцевых валиков по торцам труб они сильно сплавляются ирасплавленный металл затекает в полость труб, что недопустимо.Возбуждают одновременно две дуги5 и 6,.направленные навстречу однак одной и перпендикулярные направле.нию сваРки, укаэанному на фиг.1 стрелкой Чэ . Такая направленность дуг 15обеспечивает условия образованияобщей ванны и наложения качественного шва по перемычке. Если дуги небудут двигаться параллельно, то между ними не сможет возникнуть общейсварочной ванны, и не образуетсясварной шов.Дуги расположены в плоскости,пер-,пендикулярной направлению сварки,еслИ же они не будут находиться вэтой плоскости, то одна иэ дуг подой".дет к месту соединения трубы с трубной решеткой раньше другой и начнетзаваривать шов. При этом другая дугаподойдет к месту соединения позже и.начнет укладывать сврй сварной шов поуже затвердевшему металлу шва первойдуги. По этой причине вместах перекрытия швов возникают несплавления.Наведение между двумя дугами общейванны. обеспечивает в местах перекры тия полукольцевых швов 7 и 8 надежноесплавление металлов электрода, труб итрубной решетки в один сварочный шови отсутствие несплавлений,Расстояние между параллельными ду гами 5 и 6 выбирают из условия Р:-.(0,7-0,9) йдфрфРасстояйие .между дугами устанавливают следующим образом,Устанавливают. горелку в рабочее по 45ложение, выпускают электроды 4 докасания изделия; расстояние междудвумя точками, в которых электроды 4касаются доски, и будет расстоянием 2.Если Р0,7 йдр,то, во-первых,из-эа близости дуг нарушается стабиль 0ность процесса их горения, что отрицательно влияет на качествоываг вовторых, погонная энергия дуг достигает такой плотности, что возникаютпрожоги в.трубной доске. 55Если0,9 дн р, то дуги 5 и 6образуют на основйом металле каждаясвою отдельную сварочную ванну, врезультате чего на металле трубнойдоски образуется два параллельных 60шва, а в местах соединения трубы 2 струбной решеткой 1 образуются несплавления,После того, как образовалась общая сварочная ванна, дуги 5 и 6 начинают перемещать по направлению сварки Чэ,в результате чего образуется сварной шов 9, Когда дуги 5 и 6 подходят к стыку трубы 2 трубной решетки 1, они оплавляют торец трубы 2 и трубную решетку 1 с образованием общей ванны 10. Одновременно копирующие ролики горелок (не показаны) касаются теплоотводящих заглушек 3 (которые являются кроме того шаблонами) и начинают двигаться по их поверхности,обеспечивая копирование дугами 5 и 6 сваривае мой поверхности. В результате эжого дуги 5 и 6 разделяются и управляемые копирными роликами начинают двигаться независимо дург от друга по самостоятельным траекториям, Дуга 5 заваривает сварной шов 7, а дуга 6 - сварной шов 8. В процессе укладки этих швов дуги 5 и 6 приходят в положение 11, где они снова образуЮт общую сва= рочную ванну и заканчивают заварку стыка, при этом копирные ролики выхо дят иэ.контакта с шаблоном и дуги 5 и 6 устанавливаются на первоначально выбранном расстоянии друг от друга. На скорости Чсз дуги 5 и 6 заваривают шов 12 и начинают следующий цикл сварки,В процессе сварки следует учитывать, что при копировании дугами ,5 и 6 криволинейного свариваемого стыка линейная скорость движения дуг 5 и 6 изменяется для того, чтобы сохранить неизменной погонную энергиюсварки, при осуществлении способа это изменение учитывают, используя известные для этого устройства.В случае, когда на перемычках не требуется полного проплавления решет" ки, процесс с расплавлением электрод" ной проволоки происходит только при наложении палукольцевых швов вокруг труб,на перемычках расплавления металла нет, а горят лишь дежурные Дуги (фиг. 5).П р и м е р.Сваривают трубы с трубными решетками из стали Ст Зсп. Размер труб: ф 16 х 1,6 мм,толщина трубной дос ки 4 мм, Сварку производят на сварочной установке САс применениеМ источника питания ТИРВ, Предварительно выполняют сборку труб с трубной доской и теплоотводящими элементами в виде конических медных пробок и фиксацию заготовки между передней и задней бабками установки, Электроды устанавливают в плоскости, перпендикулярной направлению сварки на расстоянии 12 мм и под угломл 15 один от другого .Далее одновременно возбуждают две дуги и включают перемещение каретки с горелками. Скорость подачи электродной проволоки при.укладке шва по перемычке составляет 120 м/ч. Скорость перемещения каретки со сварочными горелками при этом составляет40 м/ч. При попадании дуг на стык труб с трубной доской скорость перемещения каретки изменяется в следующих пределах: при движении дуг на теплоотводящий элемент в момент касания дугами торцов трубки она уменьшилась до 20 м/ч далее плавно увеличилась до 40 м/ч при движении дуг от теплоотводящего эаемента - плавно уменьшалась до 20 м/ч в момент схождения дуг и увеличивалась до 10 40 м/ч на перемычке.После сварки образцы подвергали внешнему осмотру и металлографическим, исследованиям Качество фор" мирования н защита шва бйли хорошие,Недплавлений, пор, неметаллических йключений не обнаружено по сравнению со способом полуавтоматической сварки в среде СО , широко используемых при сварке труб с трубными решетками.Применение способа при высоком качестве швов позволяет увеличить также и производительность процесса сварки. Например, при сварке трубных решеток калориферов полуавтоматом с плавящимся электродом время, затрачиваемое на сварку одной решетки составляет 1,345 ч, предлагаемый же способ позволяет совершить сварку за время,в 2,1 р.".за меньшее.1007881 Составитель В. Томбулатов ьчук Техред И,Костик Корректо