Устройство для формирования соединения при контактной стыковой сварке трубы с заглушкой

,БО 1508458 А 1 3 К 11/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗОБРЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Ъз1 МН Вф уЕНИ Н 16 в виде. пакетов теплоотводящих металлических пластин. Пластины электрически изолированы друг от друга слоя ми высокотемпературчой изоляции и скреплены между собой, Устройство содержит кольцевой токоподвод. КУХ и кольцевой токоподвод помещены в обоймуиз изоляционного материала, Устройство имеет такжеэлектрический шунт, Р 1 унт соединяет токоотводящие пластины пакетов КУХ друг с другом и с кольцевым такоподвсдом. ПакетыКУХ и кольцевой токоподвод вы полнены разъемными в виде секторов. Пакеты КУХ соединены с сектором коль цевого токоподвода электрически иэоних коняг(088,8)видетельство23 К 11/02,СССР977.ФОРМИРОВАНИЯ СОВ" ОЙ СТЫКОВОЙ СВАРлированными отлепками, Иунтлибо из фольгиной шпильки иээлектрическим:омическогоем подбора мволяет обесрки. 2 э.п. ескими заквыполнениде конусвысокимнием Изменеожет б4 ил. также повышени стоикости устр На фиг,1 пр ва (продольный вид сверху и и ройства с шунт ва высокого омнч на фиг.3 - вид разрез устройскости и иэносо-. св ва шп 30.04.91. Б4291800/2715,06.87Л,Т.Бабкин,усев,Н.Б.Званаенков и621.791.015Авторское с4785, кл. В(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯДИНЕНИЯ ПРИ КОНТАКТНКК ТРУБЫ С ЗАГЛУНКОЙ(57) Изобретение относится к контакт"ной сварке, в частности к устройствам для формирования соединения приконтактной сварке трубы с заглушкой,и может быть использовано для герме. тизации твэлов энергетических ядерных реакторов в энергетическом маши"иостроении. Цель изобретения - повы-.шение качества и стабильности сварньм соединений, а также повышение на"дежности и иэносостойкости устройст"ва. Устройство содержит кольцевойупор"холодильник (КУХ), КУХ выполненИзобретение относится к области контактной сварки и может быть использовано для герметизации твэлов энергетических ядерных реакторов в энергетическом машиностроении.Цельв изобретения является повыш ние качества и стабильности сварки эа счет уравнивания температуры нагрева внутренних приконтактных слоев трубы и наружных заглушки, а- асопротивления шунтаатериала, сеченияечить требуемый режим ства,едена схема устройстаэреэ 1; на фиг.2 - дольный разрез уств виде ленты из сплаеского сопротивленияерху и продольныйс шунтами в виде поильки, выполненной3 150845 из сплава высокого омнческого,сопротивления; на фиг.4 - вид сверху и разрез приспособления для сверления отверстий и склепывания пакетов эа 5 готовок устройства.Устройство для сварки трубы 1 (фиг,1) с заглушкой 2 состоит иэ кольцевого токоподвода 3, теплоотводящих металлических пластин 4 коль цевого упора-холбдильника (КУХ) для отвода тепла из зоны сварки. Тепло- отводящие пластины имеют электрическийконтакт с трубой 1 и кольцевым токоподводом, а также с шунтом 5 15 (фиг.2-3). Устройство помещено в изоляционную обойму б. Теплоотводящие пластины 4 и кольцевой токоподвод 3 соединены между собой в секторы 7 (фиг.2) с помощью конусных заклепок 8, Конусиые заклепки 8 электрически изолированы от соединяемых деталей изолирующими коническими втулками,9. На торце устройства для повышения жесткости закреплена шайба 1 О. .1 Чунт 5 может быть изготовлен из фольги (Фиг.2) или выполнен в виде конусной полой шпильки (фиг,3), Иатериалом шунтов может служить, например, нихром, манганин, фекраль и т.д 30 т.е, сплавы, обладающие высоким электрическим сопротивлением. Тепло- отводящие пластины выполняют из бронзы,например, БрНБТ. Теплоотводящие пластины по плоским поверхностям 35 электрически изолированы друг от друга. Изоляционным материалом могут служить пластины стальной фольги толщиной (0,1-0,01) о, поверхности которых, прилегающие к пластинам 40 КУХ, оксидированы. При сварке трубы 1 с заглушкой 2, диаметр которой больше внутреннего диаметра трубы, трубу зажимают в 45 устройстве секторами КУХ до смыкания секторов 7 между собой. При этом обеспечивается плотный электрический контакт пластин 4 КУХ с трубой 1 и кольцевым токоподводом 3. Отдельные пластины 4 КУХ соединены между собой отрезками трубы, имеющими сопротивление К и отрезками шунта с сопротивлением К,ц При этом, по- скОлькУ %Р, %11 Я=ф ф 7 РУ,(фиг 1 ) У 55 а 1 а,ф Кщ.,щ, потенциалы в узловьм точках трубы и шунта, обусловленные протеканием через трубу тока Т 1 р и через шулт тока 1; будут 84равны между собой, Следовательно, токи через отводящие пластины, эа исключением первой, будут равны нулю, а токи через трубу и шунт распределяются согласно закону Ома, т.е. обратно пропорционально сопротивлениям. Экспериментально установлено, что оптимальное и стабильное формирование сварных швов в пределах 1 аь= 2,5 Р при использовании в качестве материала теплоотводящих пластин бронзы Яр НБТ обеспечивается, когда величина тока через шунт сектора КУХ составляет 0,5-1,0 от величи-. ны тока, протекающего через соответствующий участок трубы. ПерегревМ шунта в устройстве исключей, так как он соединен со всеми теплоотводящими пластинами и токоподводом трубы,Возможность изменять сопротивление шунта (путем подбора материала, сечения и т.д,) позволяет обеспечить та-: кой. режим, сварки, при котором исключен перегрев свариваемых материалов и достигается стабильность качества получаемых сварных соединений. После зажима трубы в КУХ подают импульс сварочного тока и осуществляют осадку свариваемой заглушки.Нунт может быть изготовлен в виде ленты из сплава с высоким омическим сопротивлением, например стали 12 Х 18 Н 10 Т, 111 унт в виде ленты позволяет получать сопротивление сектора кольцевого упора-холодильника порядка 1-2 мОм. Нунт может быть изготовлен и в виде полой конусной шпильки, Такой шунт удобен в том случае, когда сопротивление сектора 7 КУХ не должно превышать 600-800 икОм. Использование такого кунта повышает .жесткость крепления всего пакета сектора, включая токоподвод. Кроме того, упрощается подгонка значений сопротивления шунтов КУХ, которые должны быть равны между собой, путем их рассверловки и возможности замены без разборки собранных секторов.Диапазон толщин фольги с оксидированной поверхностью, используемой в КУХ для изоляции теплоотводящих пластин друг от друга, равный (0,1- 0,01)8, обусловлен следующим. При толщине фольги меньше 0,01 8 электрическая изоляция получается некачественной и при подаче импульса сварного тока происходит замыкание теплоотводящих пластин друг с другомф1508458 1 О 15 20 5 ч а ю щ е е с -я тем, что, с целью4 повьтьмния надежности шутття, оч вызаусенцами, образованными при изготовлении (сверлении, расточке) сектора,Рели толщина фольги больше От 15 тсущественно снижяется теплоотводпластин КУХ и происходит пригораниепластин КУХ к поверхности свяривяемой трУбы, что недопустимо, Использование стальных изолирующих прокладок в КУХ повыщает износостойкостьустройства.Технологття изготовления устройства проста,Пакет заготовок1 (кольтта токоподводя, чериепиые тепттоотводящиепластины, ттзоляттттсти яя сбойма, шайба жесткости) с пртптускоьт сто няттуж.ому дияметру 6-8 мм укладываетсяво втулку кондуктора 12 (фиг.4),накрывается тсрыттттсойт с отверстиями33 и затягивается накидиой гайкой 14.всПо отверстиям в крьштке 13 в пакетезаготовок сверлятст сквозные отверс- .тия, их разворачивают коиусной разверткой, запрессовывяют в них конустые птпильтси-птутттта Р копусные иэолироВаННЫЕ ЗЯКЛЕПКИ И ПОСЛ"Д.тИЕ РаСКЛЕПЫвяют (все это ие разбирая кондуктора),Затем склепанный пакет извлекают изкондуктора, разрезают на три частии в специальных оправках в сложенномв кольцо состоянии протаивяют снаружи и рястачивают изнутри. Такаятехнология обеспечивает требуемьежесткость крепления, точность Обработки и получение требуемых сопротивлений секторов устройства (последнее проверяется микроомметром)Методика получения изолирующегооксидного слоя для теплоотводящихпластин стандартная, ПолУчаемыйслой чернения имеет толщину порядкадолей мкм и электрическое сопротивление 20-100 Ом. Стальные прокладки.из фольги оксидируют также в соответ"ствии со стандартной технологией химического оксидировячия. Технологияскрепления пакетов заклепками болеепроста и надежна,чем склеивание.Устройство позволяет повысить ка"чество И.стабильность (по итирине швов) стыковых свярных соецинений,а тем самь% повысить качество и надежность герметизации твэлов энергетических ядерных реякторов. Форьтуляиэобретепия 1. Устройство для Форьвровянттл соединения При котттятстцой тыковой сварке трубы с. эяглутакс 11 т, содержащее кольцевой ряэьеттий токспо;уид И ттОМЕЩЕПВЫй В т МЦ.т. ЯВУн РЯ ЛЬЕМВУЮ обойму из изолятттоит.ого,"ятерияляУк ОльЬу В ОЙ ря эъеьтттьтй уп О р х Ол одиль иик, выпопнеттньтт В Вице пянетс. в, зятсреттлеттттых между сстбой, эттектртчески ттэо,итррт 1 яттттых. цр;и .1 т тт ут т метяллитеских тлясттт,3 верн явттитсулярньгс оси Отверстия т Оттьцевого упора"холодильника, О т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениякачества и стабильности сворки, повышения надежности и иэносостойкости устройства, оно снабжено электрически изолированными эякттептсямтт иэлектрическим шунтом, соепиттяйщттмп пластины пакетов упора-холодильнтттся с ко.тьпевым токопОдв Одом2, Устройство тто и.1, о т л ич а та щ е е с я тем, что электричес" кий шунт каждого сектора кольцевого упора-холодильника выполнен в виде лентлт ид сплава высокого омического сопротивления, Шириной, превт.пияющей35 1 высоту сектора кольцевого упора-холодильника в 1,5-2 раза, помещенной между иаруа"той цилиндр тческот 1 поверхностью кольцевого упора-холодильттика и внутренней цилиндрической поверхностью сектора изоляционной обоймы,3, Устройство по П.1, о т л и" полнен в виде конусной полой шпилькииз сплава высокого омического сопротивления, при этом в пластинах кольцевого упора-холодильника и кольце вом токоподводе выполнено сквозноеконусное, отверстие, в которое тттунтзапрессозан..Корректор Т,И каэ 2145 Тираж 536 Подписное НИИПИ Государстненного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Х, Рауаская иаб д. 4/5 вгарина, 101 енио-издательский комбинат "Патент", г. Укгород,роизво