Способ сварки

(19 1 0 151)5 В 23 К ГОСУДАРСТВЕН 1 ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гический и инин Теория св школа, 196 В.В., Лысенко ым полем, СваМ 2, с, 16-18. о СССР 6 ектрической эовано при вов в машиль изобрете- ительности(56) Петров Г.Л., Тумарев А.Срочных процессов, М.: Высшая508 с.Дудин. И.А., ЕрмолаевД,Я. Сварка труб импульснрочное производство. 1971,Авторское свидетельств1 ч. 1646750, кл. В 23 К 9/16, 19(57) Изобретение относится к эсварке и может быть исполсварке стыковых и тавровыхностроении и судостроении. Цния - повышение проиэво Изобретение относится к электродуговой сварке и может быть использовано при сварке стыковых и тавровых швов в машиностроении и судостроении.Известен способ электродуговой сварки, основанный на расплавлении свариваемых кромок электрической дугой, что приводит к структурным превращениям, деформации и трудностям при сварке разнородных сталей,Известен также способ электрической контактной сварки, при котором нагрев осуществляется эа счет тепла, выделяющегося при прохождении тока в месте контакта свариваемых деталей. После нагрева до температуры не ниже Асз прикладывается давление и осуществляется пластичес процесса и качества соединения разнородных металлов при улучшении структуры сварного соединения и уменьшении сварочных деформаций. Изобретение основано на эффективном способе сближения кромок на расстояние межатомного взаимодействия без их расплавления под действием электромагнитных сил притяжения, возникающих между кромками в результате протекания по ним постоянного тока одина. кового направления. Величину тока уг.та навливают иэ соотношения 1210 5 д, где Я - величина зазора между стыкуемыми кромками, не более 4 10 м; 1 - длина стыкуемых кромок, м; д - толщина свариваемого металла, м. Внедрение способа позволит повысить производительность процесса в 3 раза и улучшить качество сварных соединений, 1 табл., 1 ил. деформация, Однако применение контактной сварки ограничено сложностью оборудования и невозможностью использования данного способа для многих видов конструкций.Известен способ магнитоимпульсной сварки, при котором сварное соединение образуется за счет создания вокруг индикатора импульсного магнитного поля, наводящего в металле вихревые токи, которые создают вокруг деталей импульсное магнитное поле. Взаимодействие его с магнитным полем индуктора приводит к возникновению отталкивающих усилий между индуктором и заготовкой, которая движется от индуктора к неподвижной детали. В процессе движения металлическая деталь набира 1706814ет скорость, которая реализуется при встрече с неподвижной деталью в давление иобразование сварного соединения. Сваркаимпульсным полем позволяет получать нахлесточное соединение тонкостенных труб,что ограничивает ее применение для стыковых и тавровых швов различных конструкций. Кроме того, для магнитоимпульснойсварки необходимы специальные индукторы,Известен также способ электродуговойсварки с пропусканием вдоль свариваемыхкромок электрического тока. величину которого устанавливают по следующей зависимости;1 = (3500 - 3700) -д -где- величина пропускаемого вдоль изделия тока, А;5 - величина зазора между стыкуемымикромками, мм;- величина сварочного тока, А;- длина стыкуемых кромок, м;д - толщина свариваемого металла, мм;Чн - скорость сварки, м/ч,и пропускают этот ток перед сваркой и впроцессе сварки по стыкуемым кромкам,при этом берут постоянный ток одинаковогонаправления. При этом обеспечивается равномерный зазор по всей длине стыкуемыхкромок и возникновение сил, противодействующих сварочным деформациям. Однаковследствие расплавления кромок дугой изменяется структура металла в околошовнойзоне, возникают сварочные деформации,невозможно получить качественное соединение разнородных металлов и низкая производительность процесса.Цель изобретения - повышение производительности и качества соединения разнородных материалов при улучшенииструктуры сварного соединения и уменьшении сварочных деформаций,Поставленная цель достигается тем, чтопри пропускании по свариваемым кромкамдеталей постоянного тока одинакового направления величину электрического тока устанавливают из следующего соотношения10 Я д,. где Ь - величина зазора между стыкуемымикромками, не более 4 10 м;- 4- длина стыкуемых кромок, м;д - толщина свариваемого металла, м,а свариваемые детали располагают междуизолирующими неферромагнитными прокладками. Пропускание по стыкуемымкромкам постоянного тока одинакового направления в установленной зависимостисоздает условия, при которых возникающая5 10 15 20 25 3035 40 45 50 55 электромагнитная сила притяжения стыкуемых кромок, как проводников, по которым протекает ток одинакового направления, становится больше усилия пластической деформации, обеспечивает сближение кромок на расстояние порядка атомных радиусов и возникновение межатомных связей, В процессе сварки под действием электромагнитных сил притяжения в начале сближаются на межатомное расстояние выступы, где электромагнитная сила становится равной силе межатомного взаимодействия. Затем по мере сближения кромок в месте впадин с уменьшением расстояния электромагнитная сила также увеличивается до величины силы межатомного взаимодействия, что обеспечивает создание прочного сварного соединения разнородных сталей, исключает структурные изменения в металле и возникновение сварочных деформаций. Все существующ способы сварки основаны на сближении атомов на расстояние межатомных связей за счет расплавления стыкуемых кромок, приложения механического давления или использования кинетической энергии. движущихся деталей, Предлагаемое техническое решение основано на более эффективном способе сближения кромок на расстояние межатомного взаимодействия без их расплавления под действием электромагнитных сил притяжения, возникающих между кромками в результате протекания по ним постоянного тока одинакового направления. Следовательно, данный способ обнаруживает свои свойства - электромагнитное притяжение кромок на межатомное расстояние и возникновение межатомных сил без расплавления только при определенных условиях, а именно при пропускании по стыкуемым промкам в процессе сварки постоянного тока одинакового направления, величину которого устанавливают иэ следующего соотношенияЫ 10 Я д А. Значит эти условия являются существенными. Электромагнитное притяжение кромок обеспечивает сближение их на межатомное расстояние, возникновение межатомных связей и получение качественного соединения разнородных металлов без изменения структуры сварного соединения при уменьшении сварочных деформаций и высокой производительности процесса.При пропускании по стыкуемым кромкам постоянного тока одинакового направления величиной менее 210 ЯИ сила электромагнитного притяжения становится меньше силы межатомного взаимодействия. вследствие чего не обеспечиваетсясближение кромок на межатомное расстояние и получение качественного сварного соединения стыкуемых кромок. После окончания пропускания тока детали остаются не сваренными, 5При величине зазора между стыкуемыми кромками более 4 10 м электромагнит - 4ная сила притяжения, обратно пропорциональная расстоянию между проводниками с током и возрастающая с умень шением расстояния между ними, в первоначальный момент недостаточна для сближения кромок, поэтому сварное соединение не образуется.При расположении свариваемых дета лей на ферромагнитных материалах без изолирующих прокладок, при пропускании постоянного тока одинакового направления по свариваемым кромкам силовые линии электромагнитного поля замыкаются на 20 ферромагнитные материалы, вследствие чего значительно уменьшается электромагнитная сила притяжения свариваемых кромок. Кроме того, в результате замыкания силовых линий магнитного поля на ферро магнитные материалы они притягиваются к ним и препятствуют сближению кромок, что приводит к невозможности образования сварного соединения.Способ сварки осуществляется следую щим образом (фиг. 1).Подготовленные к сварке детали беэ прихваток устанавливают на изолирующем материале, например текстолите, с расстоянием между стыкуемыми кромками не бо лее 4 10 м. Для предотвращения смещения кромок по вертикали сверху стыкуемых кромок также устанавливают толстый текстолит, К кромкам подключают кабели от источника питания постоянного 40 тока. В процессе сварки по стыкуемым кромкам пропускают постоянный ток одинакового направления. Величину пропускаемого тока устанавливают в зависимости от зазорамеждустыкуемыми кромками, длины 45 кромок и толщины металла 1 м 10 Я дА.П р и м е р. Производят сварку встык пластин размером 2,5 х 100 х 1000 мм из стали 09 Г 2 С, Х 18 Н 10 Т и сплава АМГ - 6 беэ разделки кромок с различной величиной 50 пропускаемого по кромкам тока. В качестве источника питания используют выпрямитель для контактной сварки МТВ-1. Величину пропускаемого тока регулируют резистором, Результаты проведенных исс ледований влияния величины пропускаемого по стыкуемым кромкам тока на качество сварного соединения, производительность процесса, структурные изменения и сварочные деформации представлены в таблице,В результате проведенных исследований установлено, что независимо от свари ваемых материалов величина пропускаемого тока по стыкуемым кром- кам 1 М 10 Зад А при величине звзьратоне более 4 10 мм является оптимальной.- 4Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими следующие преимущества: получение качественного сварного соединения без расплавления стыкуемых кромок дугой за счет использования электромагнитных сил притяжения между стыкуемыми кромками, возникающих при протекании по проводникам тока одинакового направления; повышение производительности процесса сварки за счет сокращения времени образования сварного соединения; получение качественного сварного соединения разнородных металлов; отсутствие структурных изменений и деформации; экономию сварочных материалов.Внедрение предлагаемого способа сварки при изготовлении запасных резервуаров позволяет повысить производительность процесса в 3 раза и улучшить качество сварных соединений. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемого способа при изготовлении запасных резервуаров железнодорожных цистерн составляет 200 тыс,руб.Формула изобретения Способ сварки, включающий пропускание по свариваемым кромкам деталей постоянного электрического тока одинакового направления,отличающийся тем,что, с целью повышения производительности и качества соединения разнородных материалов при улучшении структуры сварного соединения и уменьшении сварочных деформаций, величину электрического тока 1 устанавливают иэ следующего соотношения,10 о.Дгде 3 - величина зазора между стыкуемыми кромками, не более 4 10. - длина стыкуемых кромок, м;д - толщина свариваемого металла, м, а свариваемые детали располагают между изолирующими неферромагнитными прокладками.Разрыв Известный По сварному соединению3,0 Имеются Имеются Предлагаемый АМГ - 6+ 09 Г 2 С. 1 м, д" 25 10 зм Зазор между стыкуемыми кромками 5 510 м-2 10 31 д Я10 м,-1 м дм При величине тока(- 25 ОООА) АМГ - 6 + Х 8 НЮТ 5 - 4 10 м,- 1 м дм При величине тока(" 25 ОООА) Х 8 Н 0 Т+ 09 Г 2 С 5 - 4 10 м, . - 1 м дм При величине токаСварное соединение не об- разуется 1,0 Не имеются30,0 По сварному соединению По основному ме- таллу 1.0 40,0 Отсутствуют30,0 По сварному соеди- нению 1,0 По основному ме- таллу 45,0 45,0 1,0 1,0 40,0,По сварному соединениюПо основному ме- таллу 1,0 50,0 50.0 1,0 П р и м е ч а н и е. Толщина текстолитовых планок 40 мм.1706814Составитель С, Черненко Редактор С. Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Н. Ревская Заказ 229 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101