Способ дуговой сварки нахлесточного эллипсного соединения труб

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при сварке первого прохода при перемещении дуги на участке эллипса с большим радиусом кривизны положение активного пятна дуги изменяют путем уменьшения угла наклона электрода до 30-40.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при сварке перного прохода при перемещении дуги на участке эллипса с большим радиусом кривизны положение активного пятна дуги изменяют путем уменьшения длины дуги на 50-603 от первоначальной длины.4. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем,что при сварке перво 1106619го прохода при перемещении дуги на участке эллипса с большим радиусом кривизны положение активного пятна дуги изменяют путем смещения электрода на внешнюю поверхность наружной трубы,5. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при сварке второ го прохода при перемещении дуги на участке эллипса с малым радиусом кривизны присадочную проволоку смещают на 10-207. ширины сварочной ванны с постепенным увеличением смещения до 25-357 ширины сварочной ванны при перемещении дуги на участке эллипса с большим радиусом кривизны.1Изобретение относится к способам дуговой сварки неплавящимся электродом труб, образующих нахлесточные соединения, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства.Известен способ сварки труб из ти. тана, при котором одну трубу устанавливают в другую, образуя нахлесточное соединение, на трубной детали большего диаметра и большей толщины выполняют ступенчатую площадкообразную проточку, а оплавление производят при двух оборотах трубы, располагая ее вертикально, причем на первом обороте электрод устанавливают "углом назад", а на втором - "углом вперед" с одновременным изменением угла наклона электрода в вертикаль ной плоскости Ц .Этот способ трудноосуществим при сварке швов сложной конфигурации из-за выполнения ступенчатой площадкообразной проточкй, которую невозможно выполнить при сварке тонкостенных элементов, а также значительно повышает затраты на подготовку под сварку,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ дуговой сварки труб, устанавливаемых одна в другую с образованием нахлесточно 5 10 15 20 25 30го эллипсного соединения, оплавляемого за два прохода, при котором сварку первого прохода начинают на большой оси эллипса и дугу располагают по торцу наружной трубы и сварку второго прохода начинают с противоположной стороны большой оси, эллипса, дугу смешают на внешнюю поверхность трубы и подают присадочкую лрололоку 2 .Недостаток этого способа заключается в том, что при его осуществлении возможно оплавление технологического отверстия и образование неравномерного сечения шва из-за меняющегося угла подачи присадочной проволоки относительно сварочной ванны в процессе сварки. Кроме того, сжатие дуги в различных плоскостях изменяет условия взаимодействияее со сварочной ванной.Цель изобретения - повышение качества соединения путем исключения оплавления отверстия и улучшения формирования шва.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу дуговой сваркинахлесточного эллипсного соединениятруб с технологическим отверстиемвблизи нахлестки, оплавляемого задва прохода в нижнем положении придвижении собранных под сварку трубпо эллипсной траектории относи1106619 15 20 25 ЗЬ 35 45 50 55 тельно неподвижного неплавящегося электрода, при котором сварку первого прохода без подачи присадочной проволоки начинают на большой оси эллипса и дугу располагают по торцу наружной трубы, сварку второго прохода с подачей присадочной проволоки в переднюю часть сварочной ванны начинают с противоположной стороны большой оси эллипса, а дугу смещают на внешнюю поверхность трубы,при сварке первого прохода электрод первоначально располагают относительно поверхности внутренней трубы под углом 60-70 к горизонтали и к торцу наружной трубы на расстоянии 60-80% толщины стенки наружной трубы, а положение активного пятна дуги постепенно изменяют в зависимости от положения электрода на участках эллипса, при сварке второго прохода присадочную проволоку подают со смещением относительно оси электрода в сторону от наружной трубы к технологическому отверстию, постепенно изменяющимся в зависимости от положения дуги на участках эллипса.При сварке первого прохода при перемещении дуги на участке эллипса с большим радиусом кривизны положение активного пятна дуги изменяют путем уменьшения угла наклона электрода до 30-40 , либо путем уменьшения длины дуги на 50-60% от первоначальной длины, либо путем смещения электрода на внешнюю поверхность наружной трубы, а при сварке второго прохода при перемещении дуги на участке эллипса с малым радиусом кривизны присадочную проволоку смещают на 10-20%ширины сварочной ванны с постепенным увеличением смещения до 25-35% ширины сварочной ванны при перемещении дуги на участке эллипса с большим радиусом кривизны. Предлагаемый способ сварки обеспечивает перераспределения тепловложе. ния в наружную и внутреннюю трубы, что позволяет избежать оплавления технологического отверстия и повы-. сить качество сварного соединения.На фиг.1 показано расположение активного пятна дуги и электрода при сварке первого прохода на участках с малым радиусом кривизны; на фиг.2 - то же,на участках с большим радиусом кривизны; на фиг. 3 - положение присадочной проволоки относительно сварочной ванны при сваркевторого прохода.Способ осуществляют следующимобразом,,При сварке нахлесточных эллипсных соединений труб при наличии технологического отверстия вблизи нахлестки расстояние между краями отверстия 10 и кромками соединения различно.Участки эллипса с большим радиусом кривизны расположены на минимальном расстоянии от краев отверстия, а участки с малым радиусом кривизны- на мак"симальном расстоянии. Поэтому сваркавсех участков эллипсного соединенияна неизменных параметрах режима придостижении нормального формированияшва на участках эллипса с малым радиусом кривизны, на участках с большим радиусом вызывает оплавлениеотверстия, что является недопустимым для данных соединений. Предлагаемыйспособ позволяет избежать этого иполучить требуемые размеры шва. При сварке первого прохода электрод 1 первоначального располагают относительно поверхности внутренней трубы 2 под углом Ж = 60-70 к гоо ризонтали и к торцу 3 наружной трубы 4 на расстоянии Я = (0,6-0,8) 3, где 6 - толщина стенки наружной трубы 4 (фиг.1). Сварку начинают на большой оси эллипса, т.ена участке с малым радиусом кривизны. Такое положение электрода 1 обусловлено наилучшими условиями теплоотвода наэтом участке и позволяет получить гарантированное опланление наружнойтрубы 4 с внутренней трубой 2. Расстояние ь электрода 1 до торца3 наружной трубы 4, равное (0,60,8) о обусловлено условиями формирования шва. При расстоянии 1 менее 0,6 3 возможно неполное оплавление торца 3 наружной трубы 4, что создает условия для некачественного формирования шва при втором проходе сварки, а также возможны несплавления наружной трубы 4 с внутренней трубой 2, При расстоянии 1 более 0,8 8 возможны также неполное оплавление торца 3 наружной трубы 4 и несплавления. Только при расположении электрода на расстоянии 1 = (0,6- 0,8) 3 обеспечивается полное оплавление торца 3 и сплавление труб4 и 2. Длину о дуги устанавли 1106619вают таким образом, чтобы образующаяся сварочнаяванна 5 имела размеры, не превышающие требуемых размеров сварного шва, а активное пятно6 дуги 7 располагалось равными площадями на внутренней 2 и наружной4 поверхностях труб.В процессе сварки первого проходаизменяют положение активного пятна6 дуги 7 относительно наружной трубы 10и внутренней трубы 2, перераспределяя таким образом тепловложениев них. На участках эллипса с больРшим радиусом кривизны, наиболееприближенных к технологическому от" 15верстию 8 (фиг.3), снижают тепловложение в трубу 2 и избегают оплавления краев технологического отверстия 8. Для этого уменьшаютугол К наклона электрода 1 до 30- 20о40 (фиг.2), Такое изменение углау наклона уменьшает тепловложение в участок сварочной ванны 5, приближенный к краю отверстия 8. Увеличение тепловложения в наружную трубу 254 и уменьшение во внутреннюю трубу2 позволяет избежать оплавления отверстия 8 и поддержать размеры швав требуемых пределах, При угле М 1онаклона электрода 1 менее 30 оплав- золяется отверстие 8, а при угле наколона М 1 больше 40 возможны несплавления наружной трубы 4 с внутреннейтрубой 2. Снижение тепловложенияво внутреннюю трубу 2 при сварке научастках эллипса с большим радиусомкривизны возможно также за счетсмещения электрода 1 на внешнюю поверхность трубы 4, либо за счетуменьшения длины дуги 7 до 50-60 от 40длины дуги 7 первоначальной (фиг,2),т.е. (0,5-0,6) Ро, Уменьшение длиныдуги 7 меньше 50 от длины первоначальной дуги 7 также не позволя -ет. избежать оплавления отверстий8, а при увеличении более 60 резко. возрастает вероятность замыканияэлектрода 1 с изделием и возможнонеравномерное формирование сварного,шваНа остальных участках эллипсно"го соединения сварку первого проходаосуществляют аналогичным образом,т.е. на участке эллипса с малым радиусом кривизны снова увеличиваютугол Ж наклона электрода 1 до 605570 , смещают электрод 1 на кромкунаружной трубы 2, либо увеличиваютдлину дуги 7 до первоначального значения и так далее,Сварку второго прохода осуществляит с подачей присадочной проволоки 9 в переднюю часть ванны 5 со смещением относительно оси электродав сторону от наружной трубы 4, пос. тепенно изменяющимся в зависимости от положения дуги 7 на участках эллипса, Смещение присадочной проволоки 9 позволяет также избежать оплавления отверстия 8 и получить рав" номерное формирование усиления.шва при сварке второго прохода. Причем, величину смещения на участках эллипса с малым радиусом кривизны устанавливают равной (О, 1-0,2) 8= С с постепенным увеличением смещения до (О, 25-0, 35) В = Япри движении дуги 7 на участках эллипса с большим радиусом кривизны, где - ширина ванны 5 (фиг.З). Изменение величины смещения проволоки 9 от оси электрода 1 (оси ванны 5) изменяет распределение тепла в сварочной ванне 5 за счет изменения места ввода относительно холодного металла присадки и позволяет получать ка. чественное сварное соединение. При смещении менее 0,1 5 на участках эллипса с малым радиусом кривизны возможно оплавление отверстия 8, а при смещении более 0,2 8 - нарушение формирования сварного шва. При смещении менее 0,25 8 на участках эллипса с большим радиусом кривизны также возможно оплавление отверстия 8, а при смещении более 0,35 8 проволока 9 может выходить из сварочной ванны 5, либо "примерзать" к шву, что в обоих случаях ведет к нарушению процесса сварки и возникновению неисправных дефектов сварного соединения. П р и м е р. Способ дуговой сварки труб осуществляют при сварке нахлесточных соединений дросселя ф 10 мм с трубой ф 13 1,5 мм из титанового сплава по эллипсному периметру. Дроссель имеет технологическое отверстие, которое расположено вблизи нахлестки. Сварку осуществляют на установке САс применением специального приспособления, позволяющего выполнить указанные операции. Сборку соединений осуществляют на прихватках и закрепляют в цанге на установке. Цангу приводятв движение по эллипсной траектории относительно неподвижного вольфра11066 30При сварке второго прохода в переднюю часть ванны подают присадоч 7мового электрода. Электрод имеет ко-, ническую заточку и воэможность разворота относительно изделия с помощью кулачкового механизма.Первый проход выполняют без присадочной проволоки, располагая первоначально конец электрода на расстоянии 1 мм от торца наружной трубы, Угол наклона электрода к поверхности внутреннего элемента-дросселя сос О тавляет 65 . Начало сварки располаогают на большой оси эллипса, направление сварки - против часовой стрелки. Режим сварки первого прохода следующий: ток в импульсе (прямая полярность) 1 = 60 А; ток в паузе 1= 4 А; длительность импульса йц = О, 1 с, длительность паузы йП = 0,3 с, скоРость сваРки Чсб - по программе на 12-ти участках эллипса в пределах 2-6 об/мин. В процессе сварки изменяют угол наклона электрода в зависимости от положения дуги на участках эллипса от 60о при сварке на участках с малым ра диусом кривизны до 40 на участках с большим радиусом кривизны. Соответственно по программе изменяют длину дуги от 1 мм до 0,6 мм. 19 8ную проволоку ф 1,2 мм, начало сварки располагают на большой оси эллипса, сварку производят в направлении против часовой стрелки, Режим сварки аналогичен режиму сварки первого прохода, скорость подачи при" садочной проволоки 4,6 м/ч. Проволоку подают со смещением относительно оси электрода в сторону технологического отверстия, причем величину смещения плавно изменяют от 1 мм при сварке на участках эллипса с малым радиусом кривизны до 2 мм на участках с большим радиусом кривизны. Ширина шва составляет 6-7 мм.Применение способа позволяет полностью избежать оплавления кромок технологического отверстия и получить качественное формирование шва с заданными геометрическими размерами. Контроль качества показал отсутствие дефектов сварного соединения.Предлагаемый способ дуговой сварки труб по сравнению с известным позволяет повысить качество соединений за счет исключения оплавления технологического отверстия и улучшения формирования шва, что сокращает расходы на изготовление изделия и повышает эксплуатационную надежность сварных соединений.1106 б 19 оставитель А. Пастуховехред М.ТеперКорректор С.Ч Редакт Заказ 5705 ППП "Патен Ужгород, ул. Проектная,Тираж 1037 НИИПИ Государств по делам иэобре 35, Москва, ЖПодписноенного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4