Способ сварки кольцевых стыков многослойных обечаек

,1143553 19) Я сЗЖСОВЗИЯф ИЛТЕКТъОЧфЩРР"ГрБИЬЛК; 1";" д Й ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВИДЕТЦЧЬСТВУ Н АВТОРСКОМ ымащени рниловвский и дпног баритя". Сб влен1 АИ, 1 3,ССГР67 свидетельст 23 К 31/06,КОЛЬЦЕВЫХ К, вклюкромок и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИ(56) 1. Хисматулин Е.Р.110 собенности сварки круных сосудов высокого данаучных трудов НИИХИК"вып, 63, с. 40-43.2. Патент С 11 А Р 385701кл. 219-61, 1974.3, Авторское,В 246735, кл. В(54)(57) 1, СПОСОБ СВАРКИСТЫКОВ МНОГОСЛОЙНЫХ ОБЕЧАЕчающий выполнение разделки 4(11) В 23 К 31/06, В 23 К 9 многослойную сварку неподвижнэг ктродом с одновременным врем обечаек, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с ц лью обеспечениявысокого качества сварного соединения, полученного сваркой под Ьлюсопри выполнении слоев, припегающихк кромкам обечаек, сварочной ваннопересекают по меньшей мереодин слобечайки, для чего электрод смещаютот зенита по ходу вращения обечаеки наклоняют в плоскости кольцевогошва в сторону, противополокную вранию.обечаек.2, Гпособ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что расстояниемещу концом электрода и торцом свриваемого слоя обечайки принимаютравным 2,0-2,5 диаметра электрода.11435Изобретение относится к технологии сварочного производства и может быть использовано при сварке плавящимся электродом кольцевых швов в узкую разделку многослойных труб и5 сосудов высокого давления в химическом машиностроении, энергетическом, атомном машиностроении и других отраслях промышленности.Известен способ сварки кольцевых швов крупногабаритных многослойных сосудов высокого давления, по которому перед сваркой торцы многослойных обечаек напланляют слоем металла 11,Недостатком способа является высокая себестоимость сосудов, связанная с дополнительной трудоемкостью по механической обработке, наплавке и контролю качества наплавленного слоя, и большим расходом сварочных материалов для наплавки.Известен также способ сварки многослойных изделий путем многопроходной напланки расплавленного металла между противоположными торцами многослойных изделий, при котором последовательные проходы выполняют под острым углом к соприкасающимся поверхностям слоев многослойных изделий 21.30Недостатком данного способа является то, что сварка производится короткими проходами, равными и несколько более толщины стенки. При непрерывном недении процесса из-за низкой скорости охлаждения во время кристаллизации металла шва происходит укрупнение зерна, что отрицательно влияет на качество сосудов высокого давления. Кроме того, требуются остановки процесса для удаления шлака, что снижает производительность процесса сварки.Наиболее близким к предлагаемому является способ сварки кольцевых сты.45 ков многослойных обечак, включающий выполнение разделки кромок и многослойную сварку неподнижцим электродом с одцовременным вращением обечаек Г 3150Недостатком известного способа является то, что при выполнении сварки под флюсом жидкий металл стекает с поверхности свариваемой обечайки, что приводит к появлению це желательных дефектов, которые могут привести к разрушению обечайкц при ее эксплуатации. Пель изобретения - обеспечение качества сварного соединения, полученного сваркой под флюсом.Лля достижения поставленной цели согласно способу сварки кольцевых стыков многослойных обечаек, включающему выполнение разделки кромок и многослойную сварку неподвижным электродом с одновременным вращением обечаек при выполнении слоев, прилегающих к кромкам обечаек, сварочной ванной пересекают поменьшей мере один слой обечайки, для чего электрод смещают от зенита по ходу вращения обечаек и наклоняют в плоскости кольцевого шна в сторону, противоположную вращению обечаек.Кроме того, расстояние между концом электрода и торцом свариваемого слоя обечайки принимают равным 2,0- 2,5 диаметра электрода.При смещении электрода по ходу вращения обечаек сварочной ванной по длине пересекают по меньшей мере один слой многослойной обечайки, который имеет цилиндрическую форму,т.е. головная часть сварочной нанни,примыкает к внутренней части снариваемого слоя, а хвостовая часть - к наружной части снариваемого,слоя. Поэтому сформированные подплавлением в головной части сварочной ванны углубления на торце свариваемого слоя, а также зазор между свариваемыми и вьпележащим слоями, вследствие своего наклона по отношению к сварочной ванне заполняются жидким металлом, Это исключает образование подрезон в зазорах между слоями,многослойной обечайки.Наклон сварочного электрода в плоскости кольцевого шва н сторону, противоположнук направлению вращения обечаек, способствует вытеснению жидкого металла из головной части сварочной ванны в хвостону 1 о ее часть и тем самым улучшает условия заполнения углублений и межслойцнх за - зоров.Определение величины смешения электрода по ходу вращения обечаек обеспечивает точное расположение сварочной ванны по отношению к свари" ваемому слою и надежное удержание расплавленного шлака и жидкой металлической ванны на поверхности сварного шва.Так как при сварке многослойных обечаек отвод тепла от слоя к слоюзатруднен, то предлагаемое расположение оси электрода на определенном расстоянии (2,0-2,5 диаметра электрода) от торца свариваемого слоя уменьшает величину подплавления 5 кромки свариваемого слоя, делает ее постоянной, что улучшает процесс заполнения жидким металлом упомянутых углублений и зазоров. При этом, если расстояние между концом элект рода и торцом свариваемого слоя будет больше 2,5 диаметра электрода, произойдет несплавление, если это расстояние будет менее 2,0 диаметра электрода - образуются подрезы (углубления).На фиг, 1 изображено расположение электрода по отношению к свариваемой обечайке в процессе сварки (слой флюса условно не показан), на фиг, 2 -. поперечный разрез А-А на фиг,1.П р и м е р,. Производят сварку кольцевым швом двух многослойных обечаек с внутренним диаметром Э = 251200 мм, толщиной стенки 150 мм, навитых на рулонной стали марки 10 Г 2 С 1 шириной 1500 мм, толщиной 3 мм. Капичество слоев 43. Торцы обечаек имеют криволинейные скосы под углом 4 , ширина в основаниио,разделки 20 мм. Сварку производят при вращении обечаек по стреле В со скоростью 25 м/ч сварочной проволокой свГА 6 3 ммпод флюсом АНА.35 Сварочную проволоку подают в зону со скоростью 98 м/ч. Силу сварочного тока выбирают из условий одинаковой глубины проплавления слоев многослойных обечаек для диаметра электрода 3 мм Э= 400 А.В процессе сварки электрод смещают с зенита С по ходу вращения обечайки на величину 1.= 10,7 мм для первых 20 слоев (изменение смещения 45 для каждого слоя в отдельности во внимание не принимается). Электродную проволоку наклоняют в плоскости кольцевого шва в сторону, противоположную направлению вращения обечаек, на угол= 10 . После заварки корневого шва первые слои сваривают в два прохода. При этом электрод располагают на расстоянии 1 от свариваемых торцов, равном 2,0-2,5 диаметра электрода, в частности для диаметра электрода 3 мм 1 = 6-7 мм.С увеличением ширины разделки сварка каждого слоя производится в три и более проходов. При этом сначала накладывают валики, прилегающие к торцам свариваемых обечаек, а затем центральные валики.С целью повышения производительности сварочных работ центральные валики могут свариваться на повышенных режимах и со смещением электрода с зенита против направления вращения обечаек. Заваренный полностью кольцевой шов подвергается радиографическому контролю бетатроном БД. Несплавлений, пор, трещин, шлаковых включений не выявлено. По результатам макро- и микро-исследований структура металла сварного шва и зоны сплавления мелкозернистая ферритоперлитного класса. Механические свойств." металлашва.:45 кгс/мм 6 = 34 кг/мма = 8 кгм/см 2,Указанные характеристики сварногошва удовлетворяют требованиям ОСТ 2 б 01-221-80 "Сосуды многослойные рулонированные стальные высокого давления",Предлагаемый способ позволяет производить автоматическую сварку подфлюсом многослойных обечаек сосудоввысокого давления без предварительной наплавки торцов, что позволяетисключить из технологического процесса трудоемкие операции исправления дефектов, сэкономить сварочныематериалы и электроэнергию."Патент", г. Ужгород,Прое Филиал Тираж 1086 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5