Способ подготовки кромок под сварку

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 23 К 9/00 9/235 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ 4299383/258,08.8730.08.89. БВ.А.Казаковарабохин, Иенисов, Н.Ващилов, Н.А.Курындин621.791.75Авторское с165, кл. В 1 Омми ния берут щины свар от границь(2) (22) (46) проплавледо 0,4 толРасстояни оны,обращен олее, глубину авной от 0,15 аемых деталей оплавленной э 2орбачевски юл. ВЗ А.В.Г(088,8)видетельство СССР 23 К 9/00, 1970,ПОСОБ ПОДГОТОВКИ КРОМО е меие относится к сва авов и может бытьрн изготовлении мерукций различного отраслях машиностр Иэобрете аллов и списталлнаэн польэовано ческих кокс ния во всех ч и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПб ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СВАРКУ(57) Изобретение относится к технологии сварки и может быть использованово всеХ отраслях машиностроения приподготовке кромок свариваемых изде-"лий под сварку. Цель иэобретения -повышение качества, работоспособности и герметичности сварных соединений.Подготовку кромок под сварку осуществляют оплавлением дугой их поверхностей. Ширину оплавления выбирают по Формуле: ЬС 3, где Ь - шнрина оплавления, мм; 6 - толщийасвариваемых деталей, мм; С - коэффициент, зависящий от толщины деталей.С2,0 для 62-5 мм; С1,5для 3 5-10 мм, С 1,0 для 3,80150402 ной к кромке, до этой кромки выбирают по Формуле: Ь " а 6, где Ьрасстояние от границы оплавленной эоны до кромки, мм; а - коэффициент,зависящий от толщины деталей, а =е 0,8-1,2 для 0 = 2-5 мм, а 0,40,8 для 3 = 5-10 мм, а = О 2-0,4для 6 = 10 мм и более, Оплавлениев пределах указанных параметров осуществляют со стороны усиления иликорня шва, а также как со стороныусиления, так и со стороны корня.Для повышения эффективности процессаоплавление осуществляют высококонцентрированным источником нагрева,в том числе лазером или электроннымлучом. Для совмещения линий оплавления со стороны усиления и корня швана границу оплавления со стороны корня шва смещают к торцовой поверхности кромки на величину, равную 1/ЗЬ.В случаях, когда необходимо получитьширокую зону оплавления за один проход, осуществляют колебание источника нагрева поперек его перемещения,5 з.п.ф-лы, 2 ил.,табл. Целью изобретения является повышение качества, работоспособности и герметичности сварных соединений,На Фиг. представлена кромка одной из свариваеммх дети.ей с указа 1504024" 5-10 мм а0,4-0,8 для нием геометрических параметров и координат оплавляемой эоны; на фиг,2 выполненный сварной шов.В соответствии со способом (Риг.1) ширину оплавления Ь выбирают по ;ор- муле где 3 - толщина свариваемых деталей,мм;С - коэффициент, зависящий оттолщины деталей:С2,0 для 1 = 2-5 ммС " 1,5 для= 5-10 ммС = 1,0 для 3 = 1 О мм и более,обеспечивая при этом глубину проплавления, равную 0,15-0,4,Расстояние от границы оплавляемойэоны Ь, обращенной к кромке до этойкромки, выбирают по формуле где 8 - толшина свариваемых деталей, мм; а - коэффициент, зависящий от толщины деталей: а = 0,2-0,4 для 8 -" 10 мми более,Оплавление в пределах указанных параметров осуществляют со стороны усиления или корня шва, а также как со стороны усиления, так и со стороны корня.Оплавление .осуществляют высококонцентрирЬванным источником нагреваСо стороны проплава для больших толщин свариваемых деталей оплавление смещают к торцовой поверхности на величину, равную б Ь/3, мм.Предварительное оплавление боковых поверхностей свариваемых кромок ,:тпозволяет изменить, разрушить ориентированную волокнистую структуру, так как перецлавлеиный металл имеет чистую дендритную структуру без преимущественного направления, Разрушение по питому металлу шва всег. дв вязкое. Таким образом, хрупкое разрушение, которое начинается по зоне сплавления в йепереплавленной зоне, тормозится в зоне литого 20 25 30 35 1 О 5 50 55 металла оплавления, причем с увеличением в изломе доли вязкого изло-. ма (т.е. глубины оплавления) увеличивается прирост механических свойствНеобходимость удаления оплавленной зоны от торцовой поверхности вызвана двумя Факторами, Во-первых, во время сварки происходит расплавление свариваемой кромки на значительном участке - 5 мм и более, в зависимости от толщины свариваемых деталей и тепловложения. Свойства металла шва не зависят от наследственной структуры основного металла, поэтому оплавление краев боковой поверхности не дает дополнительного прироста механических свойств сварных соединений. Этот прирост определяет ся структурой в зоне сплавления, следовательно, необходимо, чтобы зона сплавления сварного птва проходила по оплавленным участкам, которые не перекрывались сварным швом. Пплавление края боковой поверхности не дает положительного эффекта на повышение механических свойств и влечет необходимость дополнительного прохода. Во-вторых, оплавление края боковой поверхности приводит к формоизменению торцовой поверхности она из плоской превращается в объемную - выпуклую, с оплавленными углами. Это приводит к появлению неста-. бильного зазора, волнистости и образованию со стороны корня шва при сварке различных дефектов типа подрезы, окисные пленки, цепочки пор, несплавления и др.Коэффициенты а и с подобраны опыт но-экспериментальным путем.Если коэффициент а больше установленного значения для заданной тол щины свариваемых деталей, то пере.-: плавленная эона смещается в сторону основного металла от зоны сплавления. Это приводит к уменьшению доли литого металла по зоне сплавления, а следовательно к снижению механических свойств. - Если коэффициент меньше установленного значения, то оплавление происходит в непосредственной близости от края боковой поверхности. а иногда может и захватить его, при этом возникают нежелательные эффекты, описанные выше.При глубине проплавления менее 0,15 о (фиг.1) механические свойства04024 50 формула изобретения 1. Способ подготовки кромок подсварку, .включающий оплавление дета-лей перед сваркой, о т л и ч а ю -55 щ и й с я тем, что, с целью повыше"ння качества, работоспособности игерметичности сварных соединений,ширину оплавления выбирают по форму"ле 5 15почти не возрастают, так как для вязкого вероятность излома в сечениипри разрушении мала, а при проплавлении более 0,4 а в металл переносится большое количество тепла,котороевызывает резкое повышениевнутренних напряжений и образованиетрещин с поверхности в основном металле под оплавлением, а также выде"ление в зоне оплавленных зерен грубых интерметаллидных фаз,111 ирина оплавления Ь = 23 для3 = 2-5 мм; Ь - 1,53 для= 510 мм; Ьо для 810 мм обеспечивает при соблюдении смещения переплавленной эоны от края боковойповерхности в основной металл, попадание эоны сплавления сварного швапри последующей сварке в область максимальной глубины оплавления, а следовательно, максимальный прирост механических свойств и хорошую герметичность сварных соединений. Если ширина оплавления меньше установленнойвеличины, то повышается вероятностьсовпадения зоны сплавления сварногошва с границей оплавленной зоны,следовательно, прироста механическихсвойств и повышение герметичности ненаблюдается. Увеличение ширины оплавления больше установленной величиныне влечет эа собой дополнительногоположительного эффекта,С целью повышения производительности процесса оплавления в тех случаях, когда необходимо получить широкую зону оплавления за один проход,используется колебание источниканагрева поперек направления перемещения источника нагрева.Смещение плавления со стороныпроплава и торцовой поверхности .;вызвано тем, что ширина шва со стороны усиления (1 п) больше, чем состороны проплава (шфиг.2). Для того, чтобы эона сплавления Сварногошва со стороны проплава проходила пооплавленному участку, оплавление необходимо сместить по отношению к оплавлению со стороны усиления в сторону торцовой поверхности на величину йЬ/3 таким образом, чтобы не происходило формоизменения тор;а свариваемой кромки. Величина подобранаопытно-экспериментальным путем исходя из качества сварного шва и ме.ханических свойств сварных соединений, Если величина смещения менее Ь/3, то возможно оплавление краев и Аормоиэменение торца, что приводит к появлению дефектов в сварном 5шве.Смещение более Ь/3 может привести к совпадению зоны сплявления сварного шва и границы оплавления, что дает резкое снижение механических свойств, потерю герметичности 10 и появление трещин в околошонной зоне.П р и м е р . Для обработки кромок и сварки использовали пластиныразмером бх 1 00 х 300, Зх 100 х 300 и15 12 х 1 ООх 300, вырезанные иэ поковкисплава 1201. Свариваемые кромкипластин имели неблагоприятную высотную текстуру деформации, ориентированную под углом 0-60 . Перед20 аплавлением подготовка материала подсварку проводилась по стандартнойтехнологии подготовки алюминиевыхсплавов, включающую химическое травление и шабрение поверхностей кромок.25 Оплавление проводилось автоматичес-.кой аргоно-дуговой сваркой вольфрамовым электродом на переменном токебеэ присадочной проволоки с использованием стандартного источника пита 30 ния УДГ, автоматической гелиеводуговой сваркой вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности без присадочной проволоки с использованием стандартного источникапитания ТИР; электронным лучом;с применением сканирования и без него на режимах, обеспечивающих различные размеры проплавлений,Параметры проплавлений в зависи 40 мости от режимов сварки представлены в таблице,Исследования образцов показали,что при выборе геометрических параметров эоны проплавления в соответ 45 ствии с предложенным способом достигается прочность сварных соединенийот 25 до 28 кгс/мм при высокой стейпени герметичности.где Ь - ширина оплавления, мм;С - коэффициент, зависящий оттолщины деталейС 2,0 для= 2-4 ммС = 1,5 для У5-10 мм, С = 1,0 для 3 = 10 мм и болеео - толщина свариваемых деталей,ммглубину проплавления берут от 0,15до 0,4 толщины свариваемых деталей,а расстояние от границы оплавленнойэоны, обращенной к кромке до этойкромки, выбнрают по формулеЬ = а,где Ь - расстояние от границы оплавленной эоны до кромки, мм 13 - толщина свариваемых деталей, мм;а - коэффициент, эависящий оттолщины деталей:а = 0,8-1,2 для о = 2-5 мма = 0,4-0,8 для 8 = 5-10 мм а = 0,2-0,4 для о = 1 О мми более2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что оплавляют детальсо стороны усиления шва.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что оплавляют детальсо стороны корня шва,) 4,Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что оплавляют деталь одновременно со стороны усиления и со стороны корня шва. 5. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, оплавление осуществляют высококонцентрированным источником нагрева.Б. Способ по пп.1 и 4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что с цельюсовмещения линий сплавления со стороны усиления и корня шва, границуоплавления со стороны корня шва 25 смещают к торцовой поверхности кромки на величину, равную 1/ЗЬ.1504024 Составитель Г.ТютченкоРедактор Н.Горват Техред М.Дидых Корректор В,Гирняк Проиэводственно-нэдателъский комбинат патент", г. Уагород, ул. Гагарина, 101 Закаэ 5192/17Тиран 894ВНИИПИ Государственного комитета по иэо113035, Москва, Я, Р, Подписное етениям и открытиям при ГКНТ СССРущская наб., д. 4/5