Способ получения сварного соединения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 091 (111 В 23 К 9/00 33/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Институт гидродинамикиим. М,А.Лаврентьева СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССРУ 660803, кл. В 23 К 33/00, 1979.Заявка Японии У 52-35624,кл. В 23 К 9/00, В 23 К 9/32, 1977(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО СОЕ ДИНЕНИЯ(57) Изобретение касается сварки, вчастности способов получения сварного соединения, и может найти применение в различных отраслях машинострое"ния. Целью изобретения является повышение качества и расширение технологических возможностей. Для этого выполняют. несимметричное двустороннеесварное соединение вскос с полнымпроваром при горизонтальном расположении оси соединения и вертикальномрасположении кромок, На одной из кромок выполняют выступ с наклонной, гра" нью и притуплением, а на другои кромке выступ, который при сборке сопрягают с притуплением, Затем разделку заполняют однопроходным с одной стооны и многопроходным с другой стооны швом. В процессе сварки возникает эффект существенного уменьшения перегрева металла при заварке зазора за один проход, он достигается при превышении верхней части выступа над притуплением одной кромки на (2 - 3)Ф сварочного электрода, ко торым проходят шов за один проход. Выступ при этом сплавляется, обеспечивая, уменьшение перегрева металла между притуплением и тонкой частью кромки. Острая разделка кромки (К45 ) позволяет компенсировать термические напряжения изгиба, а при завершении сварки в компенсации изгиба принимает участие наружная стенка кромки многопроходного шва. Общий прогрев сечения получается пониженным из-за рассредоточения действия сварочного процесса по наклонным поверхностям кромок. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к сварочному производству и касается ныпогдддения ручцой электродуговой сваркойплавящимся электродом многопроходных стыков стальных изделий при вер" 5тикальном расположении кромок и горизонтальном расположении оси сварногосоединения.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения и 1 Орасширение технологических возможностей.На фиг.1 представлено подготовленное к сварке соединение; на фддг,25 - последовательнос 1 ь выполцецця 15сварного соединения.Способ получения сварного соединения заключается в том, что ца оццойиз кромок 1 выполняют выступ 2, однагрань 3 которого совпадает с поверхностью детали, а другая грань 4 расположена под углом к поверхности разделки этой кромки, с притуплением 5в месте их сопряжения и с высотой,равной 2-3 диаметрам сварочного электрода, На. другой кромке б выполнядотвыступ 7 со смещением относител:ьноповерхности детали. В процессе сдзаркивыступ 7 совмещают с поверхностьдопритуддлеция 5 выступа 2 первой кром- дддки и осуществляют однопроходную сварку 8 части разделки со стороны выступа 2 с наклонной гранью и многопроходную сварку 9 другой части разелки.3.При ддолучеции сварного соедддцеддияВ полевых условиях н ддел 5 дх выл олцевция разделки огневыми средствами выс.туп с притуплением ца дддвкддей кромкеобразовал ца косом срезе дз виде цаплавки продольддого валика ца нижнейгранице среза.При способе выполнения сварного соединения в интервале отрицательных температур после сварки стыка и прихват- ,ки осуществляют заварку одцопр зходного шва, затем наблюдают за движенддемграницы таяния изморози на поверхности кромок и при ее остановке начинают заварку полости многопроходцоБОго шва,Способ получения сварного соединения предпочтительддо применять прц дзедзтикальцом расположении кромою и горизонтальном расположении оси сварного соединения, выступ с притуплением должен быть расположен на нижней кромке, при этом ддроисходддт самоцецтроька,т.е. при сотрясении верхней кромки оца занимает нижнее, наиболее устойчивое положение.Перед сваркой стыка на расстоянии 3 - 5 толщин друг от пруга ца дно притупддения нижней кромки наплавляют сварочные точки высотой Ь = (2-3) мм для обеспечения гарантированного зазора, После сборки стыка осуществляют заварку однопроходного шва. Наиболее стабильные условия начального нагрева кромок получаются при сварке однопроходным швом, выполненным в Фиксированном режиме, т,е. ца посто" янцой силе тока и с. постоянной скоростьдо перемещения. Конструкция стыка позволяет осуществить такую сварку, так как соединение получается внахлест с разделкой под ручную сварку в нижнем положении и шов выполнялют в лодочку на короткой дуге, что ддоЛволяет легко обеспечить как постоянную силу тока, тек и постоянную скорость перемещения электрода,В случае сварки при отрицательных температурах-после выполнения шва меньшего сечения наблдодают за движением границы таяния изморози на по" верхцости кромок и при ее остановке начипают заварку полости мцогопроводного шва, В этом случае глубина прогрева кромок до положительной температуры получается максимальная. Если после остановки границы таяния изморози не начать сварку многопроходного шва, кромки остынут до отрицательной температуры и возможно появление трещин, особенно для сталей склонных к тредцинообразовадддддо в интервале от. - рицательных температур при их местном нагреве. Если сварку многопроходного шва начать раньше, чем остановится граница таяния изморози, глубина нагрева кромок до положительной температуры может оказаться недостаточной для сварки без трещицообразования для чувствительных к местному нагреву сталей в отрицательном интервале температур, особенно при толщицахо 030 мм и геддпературах- .30 С,Особенддостьда дерормированддя при данном способе сварки и остывации изделия является изгиб кромок. Такая ,пеорддацддя возникает лотому что углы разделки кромок более пологие, чем в случае стандартных разделок, где деформация при нагреве осуществляется в виде растягивания и сжатия,1278143 4хована более густо), после чего обломок в верхней части подреэан автогеоном под углом сс: 45 и в нижней часо;ти под углом- 30 к вертикали,причем часть срезанной грани подрезана электросваркой для придания ейвогнутости.На фиг.4 показан обломок, вставленный в отверстие и опирающийся на1 О буртик; на фиг.5 - разрез стенки обоа лочки с выполненным сварным соединением.н- В целях уменьшения, магнитного дутья кромка 6 подрезана электросварекой для придания вогнутости.ю Выступ 2 на кромке 1 изготовлен путем прихватки наклонной полоски излистовой стали и последующего заполнения наплавкой полости между гранью20 среза и полоской, при этом выступ 2изготовляется сначала только в нижнейчасти на длине 200-300 мм, После установки в отверстие обломка и егое закрепления произведена разметка высступа 2 на нижней части отверстияснаружи оболочки и на верхней частиобломка с внутренней части оболочки.По разметке прихвачена полоска иэлистовой сталин= 3 мм, причем верх 30 ний край полоски возвышается над выступом 2 с притуплением 5 кромки 1 на(2-3) ф сварочного электрода.Изготовление выступа 2 произведеноэлектродом МРна переменном токепутем наплавки на скошенную граньнижней кромки до заполнения полостимежду гранью и полоской. Наплавкапроизводилась участками 200-300 ммобратно ступенчато, начиная с верхнейчасти обломка. На нижней части отверстия наплавка производилась аналогично. Собственно сварка производиласьпри отрицательной температуре- -(26-30) С электродами МРна пе 45ременном токе. Стык разделен на участки 3 = (200-300) мм, На каждом изтаких участков между выступом 2 итонкой частью верхней кромки 6 заваривался однопроходный шов 8. Затемпосле остановки границы таяния измо.50рози произведено заполнение наклонной полости шва большего сечения многопроходной сваркой 9,так как сварка осуществляется встык и происходит укорочение кромок, в отличие от сварки каждого шва внахлест, где укорочение существенно меньше. При равных перемещениях деформации при изгибе вызывают значительно меньше напряжения, чем при растяжении и сжатии. Остаточные де-, формации получаются также меньшими, так как кромки насквозь до пластической деформации не прогреваются, объем разогретого до пластической деформации металла расположен накло но к нормальному сечению кромок и каждый новый объем расплавленного м талла кристаллизуется большей часть на кромках, а не на ранее наплавленном металле.Заварка наклонных полостей в полученном сварном соединении мало от личается от наплавки ввиду компенса ции усадок изгибом кромок, поэтому остаточные напряжения в стыке оказы ваются такими.же, как и при наплавк того,же объема металла на жесткое о нование со свободным формированием остывающего металла. Кроме того, сплавляемый металл с круто расположенных поверхностей сварочной полости стекает вниз, таким образом, основной нагрев кромок происходит при кристаллизации смешанного расплава из материала кромок и электродного материала. Перегрев металла при этом существенно уменьшается.П р и м е р . Ремонт цилиндрической оболочки.При взрывных экспериментах в оболочке из стального литья с толщиной стенки б= 60 мм и размерами ф 3 м, Н = 4 м, откололся кусок боковой стенки площадью 8 = 1,5 м. Отколовшийся кусок был вварен обратно по месту разлома.На фиг.2 показано сечение отверстия с разделкой вдоль линии излома. Верхняя часть отверстия срезана подоуглом с = 30 к вертикали, причем часть срезанной грани подрезана элек тросваркой для придания ей вогнутостиНижняя часть отверстия срезана поо,углом Ос - 45 , причем на нижней част среза осуществлено изготовление буртика. На фиг.3 показано сечение обломка с выполненной разделкой. Для 55 изготовления разделки пс поверхностиизлома произведена наплавка при положительной температуре.(наплавка заштриСварка производилась с перерывом в несколько дней, при этом каждый раз однопроходный шов 8 приходился в сторону ближайшего полностью завершенного участка, затем после останов 3 1278 ки таянья изморози заполнялся шов 9 большего сечения.Состав литой стали на оболочке, используемой в качестве взрывной каГ меры, примерно соответствует стали 45, Используемые диаметры электродов при заварке однопроходного шва -4 мм, при первом проходе полости шва большего сечения - ф 4 мм, при последующих проходах -5 мм. 1 ОКамера находится в эксплуатации с 1982 г. Трещицы по шву и в околошовной зоне не обнаружены.Формула изобретения 151Способ получения сварного соединения, при котором осуществляют разделку квомок под углом к поверхности свариваемых деталей с накло ном в одну сторону, собирают детали с зазором в стыке и выполняют сварку сварочным электродом, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и 25 расширения технологических возможностей,. на одной из кромок выполняют выступ, одна грань которого сов 143падает с поверхностью детали, а другая расположена под углом к поверхности разделки этой кромки, с притуплением в месте их сопряжения,и с высотой, равной 2-3 диаметрам сварочного электрода, на другой кромке выполняют выступ со смещением относительно поверхности детали, в процессе сварки этот. выступ совмещают споверхностью притупления выступа первой кромки и осуществляют однопроходную сварку части разделки со сторонывыступа с наклонной гранью и многопроходную сварку другой части разделки,2, Способ по п.1 о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что выступ с наклонной гранью получают путем наплавкивалика на кромку разделки,3. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью получения качественного сварного соедине-ния в условиях отрицательных температур, в процессе сварки однопроходно,го шва наблюдают за движением таянияизморози на поверхности кромок, ив момент его остановки начинают сварку многопроходного шва,1278143 г ) б оставитель З.Хаустоваехред Н.Глущенко Корректор И;Эрдей Редактор И.Николайчу Тираж 1001 НИИПИ Государственног по делам изобретени 3035, Москва, Ж, РЗаказ 6792 пискСР комитет и откры д. 4/5 кая на Проектная жгоро Производственно-полиграфическое предприяти