Способ дуговой сварки неплавящимся электродом

94 Ю 66 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07,07.82(51) Ч К т з В 23 К 9/16 Гасударственные комнтет СССР ао делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ Изобретение относится к способам дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных пазов кольцевых стыков изделий, преимущественно тонкостенных (0,1 - 0,5 мм), диаметром более 100 мм и может быть использовано в химической, энергетической, судостроительной, авиа- и ракетостроении, приборостроении и других отраслях народного хозяйства, где используются сильфонные элементы из тонкостенных металлов, соединяемых в виде стыков и свариваемых дугой по кромкам с отбортовкай. К сварному шву предъявляются очень высокие требова. ния: пе допускаются непровары, прожоги, поры, а геометрия соединения не допускает резкие переходы шва к основному металлу, смещения кромою и т. д.Известен способ дуговой сварки листовых изделий малых толщин с отбортовкой кромок, при котором перед сваркой производят выравнивание кромок двойным перегибом, затем фиксируют .путвм оплавления верхние части кромок, послечего производят сварку Ц.Этот способ трудно осуществить при сварке тонкостенных элементов, так как фиксация кромок путем оплавления верхней их части требует строгой стабилизации параметров режима - тока и скорости сварки, что практически очень сложно выполнить.Известен способ дуговой сварки с уменьшением коробления тонколистовых конст рукций путем зажатия свариваемых листювс двух сторон прижимами, причем листы зажимают последовательно в зоне нагрева в момент начала охлавдения этой зоны 123. Недостатками указанного способа являются: во-первых, сложная конструкция зажимного устройства, особенно кольцевых изделий; во-вторых, сложно синхронизировать момент начала зажима сварп ваемого листа иохлаждения зоны нагрева,Известен способ дуговой сварки стыков труб, при котором перед сваркой предварительно выполняют четыре прпхватки, располагаемые симметрично по ок ружности трубы 3). При сварке указанным способом пз-занакапливающихся в зтроцессе сварки термопластических деформаций на конечном 25 участке кольцевого соединения возникаютзначительные усилия, которые при сварке тонкостенных (0,1 - 0,5 мм) изделий диаметрои более 100 мм неизбежно вызовт перемещения кромок относительно друг З 0 друга, что приводит к прожогу при сварке, 941066Целью изобретения является повышение производительности процесса сварки.Постав. пенная цель достигается тем, что в способе дуговой сварки неплавящимся электродом кольцевых стыков изделий, при котором перед сваркой осуществляют прихватку по всему периметру состыкованных изделий, на участке от начала сварки до л - :3/2 л выполняют прихватки о равномерным шагом, а на остальном участке шаг между последующей и предыдущей прихватками последовательно уменыпают на 8 - 20%. При этом при сварке соединений с одинаковой жесткостью шаг между последующей и предыдущей прихватками уменьшают на 8 - 10/ а соединений с различной жесткостью - на 15 - 20%.На фиг. 1 показана схема соединений, сильфонов с одинаковой жесткостью; на фиг. 2 - то же, с расположением на соединении прихваток; на фиг. 3 - схема соединений (аереходное кольцо-сильфон) с разной жесткостью; на фиг. 4 - то же, с расположением на них прихваток соответственно; на фиг, 5 - сечение соединения после прихватки,Способ осуществляют следующим образом.Предварительно на собранных в стык 1 сильфонах 2 и 3 выполняют дугой 4 (фиг. 1 и 2) прихватки 5. Прихватки 5 выполняют с небольшим проваром, как это показано на фиг. 5. Ведут отсчет прихваток 5 до момента, когда длина периметра стыка 1 станет равной (л - : 3/2 л). Длину шапа 1 до этого момента выбирают равной из условия равномерного расположения црихваток 5 на этом участке. После достижения значений (л-: - 3/2 л) шаг при постановке каждой последующей прихватки 5 уменьшают на 8 - 10% при сварке соединений с одинаковой жесткостью, например сильфон с сильфоном (фиг. 1 и 2), и на 15 - 20 О/о при сварке соединений с различной жесткостью, например переходное кольцо 6 с сильфоном (фиг. 3 и 4), Причем последнюю (п-ую) прихватку ставят, когда шаг между ней и предыдущей будет меньше расстояния 1,=1 - и (0,08 - 0,1)1 или 1, = 1 - п (0,15 - 0,2) 1, Затем осуществляют сварку стыка 1 с полным проваром, Начинают сварку на участке между первой и второй прихватками в непосредственной близости от первой. Сварку ведут на разжимной подкладке 7, в которой выполнена канавка 8, обеспечивающая подачу защитного газа и равномерное формирование шва со стороны проплава. Как показывает опыт, при сварке на участках от 0 до- 3/2 л суммарная термопластичесиая деформация недостаточна для того, чтобы вызвать заметные перемещения между со. едними прихватками с шагом 1. На участках, начиная от а и до 2 я шаг 1 недостаточен для обеспечения точной сборки стыка 5 1 о 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 60 65 1. Эксперименты показали, что момент (л или 3/2 л) начала изменения шага 1 зависит от теплофизических свойств материала, его толщины, диаметра стыка. Для соединений из стали тнпа 18 - 8 оптимальное начало изменения шага лежит. близко к значению л, а для соединений из Т 1 - сплава - к 3/2 л. Процентное уменьшение шага зависит от жесткости собранных соединений. При одинаковой жесткости шаг уменьшают на 8 - 10 О/,. При значениях, меньших 8%, казачество сборки не изменяется, но снижается производительность процесса сварки (необходимо ставить больше прихваток). При значениях, больших 10%, возрастает вероятность изменения сборки, особенно на конечных участках. При рукавной жесткости шаг уменьшают на 15 - 20 О/,. Причем значения процентов выбраны из аналогичных соображений. Большие из значения вызваны разной жесткостью соединений и более вероятным приложением усилий от термопластических деформаций на соединении с меньшей жесткостью. Указанные явления приводят к перемещениям кромок друг относительно друга, что при сварке приведет к оплавлению порознь каждой из кромок - отсутствию оощей сварочной ванны и нарушению формирования шва. При больших значениях зазора и превышениях кромок вместо сплошного шва образуется отверстие, т. е. прожог.Способ дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов осуществляли при сварке сильфонных,металлорукавов с проходными диаметрами О = 150 и О,= 240 мм из стали 12 Х 18 Н 10 Т. Толщина стенки сильфонов составляет 0,5 мм. Металлорукава представляли из себя ряд тофр, соединенных между собой с приваренными по концам фланцами, Металлорукава с 0 = 240 мм собирались из 5 гофр, а с 1) = 150 мм из 3 гофр, Между фланцем и гофром ставили точеное переходное кольцо. Сварку осуществляли на установке САв специально разработанном приспособлении. Последнее представляло из себя ряд разжимных секторов, на которые устанавливали гофры и закрепляли. Причем подкладка, на кото. рой непосредственно закрепляли гофры, изготовлена из меди,Выставленные и закрепленные гофры перед сваркой предварительно прихватывались. Прихватки выполняли в непрерывном режиме: / = 8 - 10 а; У= 13 В: 1.= 0,5 с. Вольфрамовый электрод был заточен остро лод углом 20 - 25,После постановки первой прихватки собранный стык вращали и вторую прихватку ставили на расстоянии 50 мм. С подобным шагом прихватки ставили по периметру до значений л, т. е. до диаметрально противоположной первой прихватки. Затем шаг между прихватками последовательно уменьшали па 8%. Первый после л шаг был равен 1, = 46 мм, а затем - 4 = 423 мм; Ь =- 389 мм и т. д. Всего было поставлено семнадцать прцхваток. Наименьший шаг между прихватками составляет 12 мм,Затем горелку с электродом выставляли в положение непосредственно за первой прихваткой и осуществляли сварку в импульсном режиме. Режим сварки: 1= 60 а;1= 8 а; 1 = 0,05 с; 1 = 0,15 с, р,асход защитного газа (аргон) - 8 л/мин; расход газа (аргон) на поддув - 1,5 л/мин; = 6,0 м/час.Сварку проводили с полным проваром отбортованных кромок, Формирование шва было хорошее, без дефектов.Применение способа позволило избежать прожогов, получить размеры шва в заданных пределах. Контроль качества, .проведенный по 1 категории, показал отсутствие пор, подрезов, менисков,Применение способа позволяет при высоком качестве швов значительно увеличить производительность сварки, Например, при качественной сварке сильфонов с В, = 240,мм потребовалось бы по известному способу - 30 мин, а предлагаемым способом - 10 мин, т, е. производительность возросла в 3 раза. А это в свою очередь снизило в 1,5 раза расход сварочных материалов, что дало экономию на 1 стык 60 - 80 коп,Формула изобретения1. Способ дуговой сварки неплавящимся электродом кольцевых стыков, при котором леред сваркой осуществляют при.хватку по всему периметру состыкованнь 1 х изделий, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с ценно повышения производительности процесса сварки, на участке от начала сварки до л - 3/2 л выполняют лрихватку с равномерным шагом, а на остальном участке шат между последующей и лредыдущей прихваткамп последовательно 10 уменьшают на 8 - 20%.2, Способ по и. 1, от л и ч аю щи й с я тем, что, с целью повышения качества соединения при сварке изделий одинако 15 вой жесткости, шаг между последующей и предыдущей прихватками уменьшают на 8 - 10/,3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения качества соединения при сварке изделий с различной жесткостью, шаг между последующей и предыдущей прихватками уменьшают на 15 - 20%.25Источники информации, принятые вовнимание при экопертизе;1. Авторское свидетельство СССР167267, кл. В 23 К 9/16, 1961.2. Авторское свидетельство СССР172420, кл. В 23 К 9100, 1964.3. Иваненко В. Д, и др, Сварка трубопроводов высокого давления без остающихся подкладных колец. - Автоматическая сварка, 1967, М 3, с. 61 (лрототип).ип. Харьк. фил. пред. Патен Заказ 682/531 Изд.174 НПО Поиск Государственного комитета 13035, Москва, ЖТираж 1151 ПодписноеССР по делам изобретенпй и открьтп" аушская наб., д. 4/5