Способ дуговой заварки отверстий неплавящимся электродом

,ЯО К 9/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ч ЛЬСТ ВТОРСИОМУСВотв1 павариваемого отвер-.й верхностног лавленного воднолла;я мет саирина ан о р ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(56) 1. Авторское свидетельство СССРй 897444, кл. В 23 К 9/16, 1980.2. Патент США М 3842238,кл. 219-137, 1970 (прототип). РКИРОДОМ,в отвереннейденияверсти".тем,тва зальносведутй рабо- отвервинеконтакв двухточ- расстоястием(54)(57) спосоБ ДУговой ЗАВАОТВЕРСТИЙ НЕПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТпри котором электрод вводятстие до контакта с его внутрповерхностью, а после возбуждуги электрод выводят над отем, о т л и ч а ю щ и й с ячто, с целью повыаения качесплавляемых отверстий и стабити возбуждения дуги, сваркуэлектродом с плоской заточкочего конца, который. вводят встие на глубину, равную поподлины его рабочей части, дота с поверхностью отверстиядиаметрально противоположныхках, после возбуждения дугиние между электродом и отверустанавливают п 1+0,15 дотв ку ведут с колебаниями электродав направлении, перпендикулярномк оси отверстия относительно линии,проходящей через ось электрода иточки контакта электрода с внутрен,ней поверхностью отверстия, с амплитудой 60,6 д -0,ад, при этом сва.рочный ток выбирают из условия где 1 у - длина дуги;д - диаметр .застия;- эмпирический коэффици3 - ток сварки;Ь - коэффициент понатяжения распметалла;Ъ - коэффициент теплопроти свариваемого метаТ - температура плавленила;Я " плотность металла;9 " ускорение свободногония;д, - минимальнаяпятна.10 способа заключавозбуждении дуконтакта электро же вследствиеся электрода,дит к неравно" герметизируюплавлении отверани Цель изобретения - повышение стабильности возбуждения дуги и повышение качества заплавления отверстий,Поставленная цель достигается тем, что в способе дуговой заварки отверстий неплавящимся электродом, при котором электрод вводят в отверстие до контакта с его.внутренней поверхностью, а после возбуждения дуги электрод выводят над отверстием, сварку ведут электродом с плоской заточкой рабочего конца, который вводят в отверстие на глубину,Изобретение относится к способамдуговой сварки неплавящимся электродом отверстий с целью их заплавления и может быть использовано вовсех отраслях народного хозяйства,В энергетической, судостроительной, химической и других отрасляхнародного хозяйства часто встречаются различные соединения с отверстиями, требующие их качественного заплавления. Одними из основных требований являются надежность герметизации, стабильность возбуждениядуги и отсутствие попадания материала электрода внутрь отверстий.Известен способ вварки труб втрубную доску, .при котором отверстиятруб заплавляют путем перемещениядуги по оси отверстий и смещениемдуги на 20-40 в направлении свароки Я.При осуществлении этого способаобразуется сварочная ванна значительных размеров, что приводит к не"равномерному заплавлению отверстийжидким металлом,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту является способ герме.тизации ядерных топливных элементовэлектрической сваркой, при которомплавящийся электрод с коническойзаточкой на конце подают до получения кольцевого контакта с отверстием и на заданное время включают сва"рочный ток 2 .Недостаток этогоется в нестабильномги из-за кольцевогода с изделием, а такприменения плавящегоблуждание дуги привомерному формиров ющей перемычки при застия, 4444 б 2равную половине длины его рабочей час"ти до контакта электрода с поверхностью отверстия в двух диаметрально противоположных точках, послевозбуждения дуги устанавливают электрод над отверстием на расстоянииЬ 2 1015 дтв а сварку ведут с ко"лебаниями электрода в направлении,перпендикулярном оси отверстия от" 10 носительно линии проходящей черезось электрода и точки контакта электрода с внутренней поверхностью отверстия, с амплитудой Ь0 бдщв 05 дд, при этом сварочный ток вы" 15 бирают из условия:от 61 п е Ру - длина дуги, см;д 9- диаметр завариваемого отверстия, см;коэффициент эмпирический;ток сварки, А;- коэффициент поверхностногонатяжения расплавленногометалла, дин/см;д - минимальная ширина анодного пятна дуги., см;коэффициент теплопрности свариваемого иоала, кал/с. см С;Т - температура плавления майпотериала, С;У - плотность материала, г/смо - ускорение свободного падения, см/с2При заварке отверстий колебания . электрода начинают по максимальному значению напряжения дуги.Это позволяет повысить качество заплавления отверстия и стабилизировать возбуждение дуги.На фиг. 1 показана схема расположения электрода в отверстии при возбуждении дуги касанием; на фиг.2- расположение электрода относительно отверстия при заплавлении отверстия; на фиг. 3 - положение анодного пятна дуги при колебании электрода относительно заплавляемого отверстия и изменение напряжения дуги.Способ осуществляют следующим образом.При выполн гд овод- матер ении сваркитепловыделяс трубнымиодом общей таких соещие элеосками,аплавки,инени енты,имер, ме.При подъеме электрода 1 над отверстием возбуждается дугаЭлектрод 3 устанавливают над отверстием на расстоянии ЬГ у 0,150 где 1 р - длина дуги для выбранного режима сварки, а с 1 О, - диаметр отверстия в см. Выбор расстояния подьема электрода 3 над отверстием по данной формуле гарантирует отсутствие замыкания конца электрода со сварочной ванной в слуцаях, когда ванна принимает выпукную поверхность со стороны электрода 3, Затем 45 осуществляют колебания электрода 1 в направлении, перпендикулярном оси электрода относительно линии, проходящей через точки контакта А и В и ось электрода 3 (фиг, 3). Колебания осуществляют с амплитудой Ь О,био, -0,5 д, где д - минимальный размер анодного пятна дуги в см, обеспечивающий гарантированное перекрытие завариваемого отверстия ду гой и качественное его заплавление по всему параметру, Затекание р плавленного металла в отверстие в ас 3необходимо качественно и стабильно заплавлять отверстия.При возбуждении дуги над отверстием контактным способом зачастуюпроисходит нестабильное возбуждение дуги, особенно при сварке в камерах под давлением, а при заплавлении отверстий - некачественноеформирование герметиэирующей перемычкиПри необходимости заварки отверстия в соединении трубы 1 с иэделием 2 (фиг, 1) возбуждают дугу,для чего электрод 3, имеющий фоРмУсечения рабочей части в виде овалас двумя гранями, вводят в отверстие трубы 1 до контакта его.граней свнутренней поверхностью трубы 1 в точках А и В. Такой контакт электрода 3 с изделием позволяет повысить - плотность. тока в точках контакта А и В при возбуждении дуги и стабилизировать развитие дугового разряда, Электрод 3 вводят в отверстие на величину О , по крайней мере равной половине длины Н его рабочей части. Это позволяет уменьшить эрозию электрода, так как эксперимента но обнаружено, цто основное разрушение происходит по сечению, расположенному примерно на 1/3 длины рабочей части от конца электрода,этом случае равномерное и шов,образуется симметричного сечения с плоской или выпуклой внутренней поверхностью(ао стороны отверстия). Такая форма сечения шва не образуетзаусенцы при рассверловке отверстий,которые не допустимы при изготовлении соединений труб с трубными дос-ками,Ток сварки выбирают из соотношения Значение тока, большее 1,33 я ТвОт 9 ця ,обеспечивает размеры анодного пятна, ,перекрывающего отверстия. Если анодное пятно дуги не перекрывает отверстие, то необходимо осуществлять колебания электрода еще в одном (пер. пендикулярном ) направлении, что уве" личивает время заварки отверстия и снижает равномерность перекрытия его расплавленным металлом. Значение тока, не .превышающее величинуограничивает давление дуги на сварочную ванну. В случае превышения значения тока сварки данной величины происходит разрыв жидкой перемычки расплавленного металла над отверстием или протекание металла внутрь отверстия, что недопустимо. При заварке ряда отверстий на.одной детали перемещение электрода от отверстия к отверстию осуществляют без выключения тока сварки, а колебания электрода над отверстием начинают по сигналу напряжения дуги Ор при достижении им максимального значения О щ(фиг,3) . Так как напряжение 5 ги достигает максималЬного значения при совпадении оси электрода с осью отверстия (вследствие удлинения дуги), то колебания осуществляют строго симметрично относительно оси отверстия, цем достигается высокое качество эаплавления.Пример осуществления способа.Способ дуговой сварки неплавящимся электродом осуществляют при свар" ке труб диаметром 6 мм и толщиной стенки 1,0 мм с трубными досками диаметром 170 мм из титанового сплав марки 7 ИСварку осуществляют мето 1044446дом общей наплавки на установке типа СА, разработанной специально для сварки этих соединений, Трубы собирают в трубную доску вдоль концентричных окружностей в 4 ряда заподлицо с поверхностью трубной дос-ки, Перед выполнением наплавки слоя металла на плоскость трубной доски производят заплавление отверстий труб предложенным способом. Для этого рабочую часть вольфрамового элек. трода диаметром 6 мм затачивают в форме двух конических поверхностей, образующих в пересечении поД углом 30-40 О два рабочих ребра. При введе нии его в отверстие трубы с диаметром отверстия 4 мм до касания края отверстия двумя гранями рабочей части, расстояние. от конца электрода до точек касания составляет 4,5 мм 20 при общей длине рабочей части электро. да 7,5 мм.. Предварительно расчетным .способом определяют требуемый ток сварки 25 31 А с 1 с 112 А,Выбирают значение сварочного тока 3=50 А, Затем предварительно экспериментальным методой определяют 30 размер аноднаго пятна дуги д=3,5 мм. ,Далее по формуле определяют амплитуду колебаний электрода над отверстием Ь =0.,8 4-0,53,5=1,5 мм,35При длине рабочей дуги 1,5 ммвыбирают высоту подъема электроданад краем отверстия Ь1,5 мм+0,1 4 2,1 мм; 6=2,5 мм,На выбранном режиме осуществляют 40заплавление отверстий. Остальные параметры поддерживают следующиескорость подъема (отрыва)электрода1-2 см/с;диаметр притупления И-электрода0,6-0,8 мм;расход защитного газа в горелку5-6 л/мин;расход защитного газа на поддув12-15 л/мин;напряжение дуги 11-12 В;частота колебания электрода 3-5 кол/с,время заплавления отверстия 0,81,2 с;время. прогрева при сварке 1-3 с.Отверстия заплавляют как при возбуждении дуги над каждым отверстием, так и без отключения тока принепрерывном оплавлении, во второмслучае включение колебаний электродаосуществляют по максимуму напряжения дуги. После заплавления отверстийосуществляют общую наплавку и затемрассверловку отверстий. Заусенцеви задиров внутри отверстий не обна"ружено. Контроль качества, проведенный по 1 категории, показал такжеотсутствие дефектов сварного соединения,Использование предлагаемого способа дуговой сварки неплавящимся элек.тродом по сравнению с базовым объектом, осуществляющим заварку отверстий вручную, создает условия дляавтоматизации процесса заварки отверстий и позволит повысить стабильность возбуждения дуги, в результатечего снижается эрозия электрода, увеличивается сро;, его службы.При автоматической заварке отверстий качество сварного соединения повышается,1044446 тченкова 6 оства Техр Кор тор Г.Реше Редактор Е.Лушникоа тш Ф е тее е а у теиве Тираж 1106И Государственного комитета Сделаи изобретений и открытийМосква, 1-35,Раушская наб., д Заказ 7423/11ВНИИП сн.4/е тв ее аиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4