Способ дуговой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 09) (И) В 23 К 9 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСЙВУ тив щнм ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪ 9(56) Авторское свидетельство СССРУ 633688, 1977.Авторское свидетельство СССР позаявке ф 3254039/25-27, 24.11.84.Патент фРГ У 251915,кл В 23 К 9/12, 1977(54)(57) СПОСОБ ДУГОВОЙ. СВАРКИ, прнкотором выполняют разделку кромок,а сварку ведут в несколько проходовс подачей присадочной проволоки,угол наклона которой относительноэлектрода изменяют в процессе свар-.ки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения качества и повышения производительности при сварке в различньпс пространственных положениях в узкую разделку, угол наклона присадочной проволоки увеличивают от 30 до 50 на первых сваорочных проходах и от 70 до 80 нао двух последних облицовочных проходах, а скорость подачи ее плавно уменьшают в 1,5-2 раза по сравнению с первым проходом, при этом лрисадочную проволоку подают. в сварочную ванну со смещением от оси электрода к периферии активного пятна дуги при сварке неплавящимся электродом на расстояние 0,4-0,6 диаметра акного пятна, а при сварке плавяся электродом - на расстояние 0,65-0,75 диаметра активного пятна.Изобретение относится к областисварки, в частности дуговой, в средезащитных газов плавящимся и неплавящимся электродом с подачей присадочиой проволоки, когда необходимо сваривать большие толщины в узкую разделку в различных пространственныхположениях, и может найти применение в любой отрасли народного хозяйства, особенно в энергетическом машиностроении,химическом судостроении и нефтеперерабатывающей промышленности для сварки неповоротныхстыков труб.Целью изобретения является улучшешие качества и повышение производительности при сварке в различныхпространственных положениях в узкуюра зделкуПредложенный способ дуговой сварки позволяет вести сварку каждогопрохода, например, неповоротных стыков больших толщин с узкой разделкойпри максимальной производительностии .хорошем Формировании шва. Это происходит потому, что.в глубине узкойразделкижидкий металл дополнительно удерживается .кромками разделки,а также возникающими за счет смачивания жидкого металла с кромками силами поверхностного натяжения, в результате чего можно удерживать ванну большего объема, Поэтому при сварке в глубине разделки угол наклонапроволоки относительно электрода сос-З 5тавляет 30 , а по мере заполненияоразделки его увеличивают до 50оС увеличением углов уменьшаетсяскорость плавления проволоки. Поэтомупри сварке в глубине разделки, когда 40угол. ее подачи относительно электроода составляет 30, скорость подачипроволоки максимальная. При выполнении последующих облицовочных проходов, когда разделка заполнена, слож- цно удерживать ванну в различных пространственных положениях, поэтому необходимо уменьшить ее объем. Для этого угол наклона присадочной проволокиувеличивают до 70-80 ; при этомо,10уменьшаетея скорость ее плавления, ажидкую ванну, объем которой уменьшается, дополнительно удерживают этойже проволокой. При этом с увеличением наклона угла присадочной проволоки относительно электрода плавноуменьшают в 1,5-2 раза скорость подачи присадочной проволоки по сравнению с первыми проходами, так как она не успевает плавиться, и процесс не пойдет. Причем проволоку вводят в ванну на расстоянии 0,4-0,75 диаметра активного пятна. При сварке не- плавящимся электродом плавление проволоки происходит в основном в пределах активного пятна. Поэтому с увеличением угла наклона место ввода проволоки смещают к периферии, но при этом уменьшают скорость ее плавления, а следовательно, подачи, Величину смещения присадочной проволоки к периферии активного пятна обеспечивают на расстояние 0,4-0,6 диаметра активного пятна. В этом случае ванну легче удержать в нужном положении с помощью присадочной проволоки, При сварке плавящимся электродом присадочную проволоку в сварочную ванну подают на расстоянии от оси электрода на 0,65-0,75 его диаметра, Это позволяет "заморозить" часть объема жидкой ванны и улучшить Формирование шва, не уменьшая в целом производительность процесса, .На Фиг.1 показана схема подачи присадочной проволоки при сварке первых проходов в глубине разделки кромок; на фиг.2 - то же, при сварке проходов после заполнения разделки; на фиг.3 - схема подачи присадочной проволоки при сварке неплавящимся электродом; на фиг.4 в . то же, при сварке плавящимся электродом; на фиг.5 - графическая взаимосвязь номера сварочного прохода с углом наклона присадочной проволоки относи- тельно оси электрода; на фиг.б - графическая взаимосвязь скорости подачи присадочной проволоки с углом ее наклона относительно оси электрода.Способ осуществляется следующим образом.В глубине разделки между электродом 1 и изделием 2 зажигают дугу 3 и в сварочную ванну 4 подают присадочную проволоку 5 на расстоянии 0,4-0,75 диаметра активного пятна дуги от оси электрода 1 на изделии 2 (фиг.2). Угол наклона с проволоки 5 относительно оси электрода 1 обеспеочивают в пределах 30 . В этом случае скорость плавления проволоки 5, а следовательно, ее.подачи максимальна (фиг.б).При заполнении последующих проходов в результате нагрева основного65540и наплавленного металла объем ванны нужно подавать проволоку в сварочную 4 возрастает. Поэтому необходимо ванну 4 под угломменее 50ме ее отноуменьшить объем металла, получаемо- сительно оси электрода 1, т.е, можно го от расплавления проволоки 5.0сваривать лишь первые проходы Для этого угол К увеличивают до 50 5 последующих и облицовочных, где угол (фиг.5), д скорость подачи проволоки М. подачи присадочной проволоки 5 от соответственно уменьшают (фиг.6) . носительно оси электрода 1 увеличиПри увелич нии м, более 50 заметно вают до 80 , проволока 5 плавится снижается скорость плавления приса- медленнее и если скорос ь Чдочной проволоки 5 и заполнение раз подачи еще не уменьшить в нерасплав делки происходит медленнее, т.е. рез ленном виде утыкается в от я в кромки разко падает производительность процес- делки. При изменении Ч б ольше, са, а это невыгодно при выполнении чем в два раза возможновозможно нарушение первых проходов в губине разделки. процесса сварки: плавленива лен в присадоч- В момент, когда разделка кромок за ной проволоки 5 в электрической (сваполнена и необходимо выполнять двапоследних облицовочных прохода, нос в сварочную ванну 4, что значи- практически осуществлять наплавку на тельно снижает качесчество сварки в наружную поверхность иэделия 2, угол пространственных положени Кл жениях. роменаклона проволоки 5 увеличивают 20 того, для достижения высокого качестдо 70-80 (фиг.2), ва сварного соединения путем улучшеЕсли во время сварки облицовочных ния условий формирования шва очень проходов присадочную проволоку 5 важно в какую область сварочной а - ( иг, ) подавать в сварочную ванну 4 ны 4 вводят присадочнуюоую проволоку 5. под углом Ы 2 менее 70 , то проволока 2При сварке неплавящимлавящимся электродом 6 5 плавится еще достаточно быстро и плавление присадочн йадочно проволоки 5 образуется большой объем жидкого происходит главным обым о разом в актив- металла. Так как кромок, которые мог- ном пятне электриче " ( й)ктрическои (сварочной ли,бы за счет сил поверхностного на- дуги 3 на поверхносерхности сварочной ван-тяжения, возникающих при смачивании, ЭО ны 4 Поэтому смещсмещение сварочной их жидким металлом, удерживать этот проволоки 5 больше, чем на 0,6объем, практически нет, то одной (диаметра активнОго )о пятна),т,е. за проволоке 5 удерживать жидкую сва- зону активного пя нпятна, приводит к нарочную ванну 4 в оаэличных простран- рушению ее плавления иэ-за тепловойственных положениях становится не- З энергии, что значительно ухудшает возможным, что сразу сказывается на условия формирования шва (фиг.З). качестве сварного соединения. При значени 1 0,4ри значениях 1 меньше, чем О,Если проволоку 5 при сварке обли- присадочная проволока 5 начинает цовочных проходов подавать в свароч- быстрее пе плавится, чем при угле 06 ее ную ванну 4 под углом 0(. больше 80, 40 подачи в сварочную ванну 4, при кото она начинает плавится настолько тором веде ется процесс, что также медленно и нестабильно что к ча ество приводит к нестабильности процесса шва опять становится хуже. Однако и к ухудшению условий формирования для получения высоких качества сва= шва (ф 6) Пигри сварке плавящимся рочного соединения и производитель электродомбо ъем сварочной ванны 4 ности процесса при сварке в различ- больше ччем при сварке неплавящимся ных положениях больших толщин с уз- электродом 6ом , что позволяет использокой разделкой только этих операций вать теплоо выделяемое при кристаллинедостаточно. Поэтому в процессе ции ванны , для плавления проволосварки всего соединения от прохода 0 ки 5носуществлять замораживание" к проходу плавно уменьшают в5-2Эванны 4 бчто лагоприято для удерраза относительно первого прохода жания жидкжидкого металла последней в скорость подачи в сварочную ванну 4 различ ных пространственных положеиприсадочной проволоки 5. Из конкрет- ях, В этом случае присацочную прононой зависимости между У= Е(М,) у локу 5у подают в сварочную ванну 4 наии от оси электрода0,65- (фиг.б) следует, что при уменьшении расстоянииЧв меньше, чем в 1,5 раза, чтобыпроисходил процесс ее плавления меньше О 65 с 1Фчем прс здоч н а: н гг1 65540 Операция Параметры режима А В м/ч м/ч град м/ч мм мм 120 22 60 Возбуждение дуги Образование сварочной ванны и углубление дуги в дно разделки 250 20 200 16 Перемещение дуги и подача присадочной проволоки (сварка первого прохода) 220 18 180 15 30 95 50 75 14 10,7 Сварка второгопрохода 14 10,2 220 8 180 15 Сварка третьегопрохода 220 18 180 15 70 50 14 9,4 Сварка четвертого (замыкающего)прохода 220 18 180 15 80 42,5 14 9,1 волока 5 приближается к электрической (сварочной) дуге 3, возрастают скорость ее. плавления и соответственно объем ванны 4, что ухудвает формирование шва, При,значении больше 0,75 й нарушается плавление проволоки и ухудшается качество сварки.Пример осуществления способа, Лабораторные исследования способа дуговой сварки осуществляют на сварочной установке 53.28 с механизированным узлом корректировки мундштука относительно оси электрода: по углу наклона проволоки и места ее ввода в ванну. Сварку проводят не- плавящимся и плавящимся электродами в среде аргона с дополнительной подачей присадочной проволоки поворотных стыков труб 219 х 28 мм из стали Х 1218 М 10 Т. Электродная и присадочная проволока маркисв. -04 Х 9 Н 11 МЗ, диаметр 1 мм. На стыках труб выполняют щелевую разделку кромок шириной 7 мм и глубиной . 22 мм. Используют стандартный источник сварочного тока ВДУ. Сварка плавящимся электродом с присадочной проволокой дана в табл.1. Сварка неплавящимсн электродом с.ириФ.адочной проволокой дана в табл.2 Проведенный после вьпюлнения сварки на режимах, .указанных в табл,1и 2, визуальный и металлографическийконтроль показал высокое качество10 сварных пщов,Предложенный способ позволяетулучшить качество сварного соединения на 20-253 за счет улучшения условий формирования шва в различных15 пространственных положениях путемрегулирования величины объема жидкого металла и его распределения впределах сварочной ванны в каждомсварочном проходе при сварке больших20 толщин в узкую разделку. Кроме того,предложенный способ позволяет увеличить производительность процесса,сварки больших толщин в узкую разделку в различных пространственных поло 25 жениях в 1,8-2,0 раза за счет регулирования количества расплавляемойприсадочной проволоки, которой заполняется разделка от прохода к проходу.Таблица 11165540 Таблица 2 Параметры режима сварки Операция яр эм/чП А В сВ фм/ч град мм,180 33 7 70 80 13 7 72 сварка второго прохода сварка третьего прохода 180 13 7 53 сварка четвертого прохода 80 13 7 45 70 10 5 е 5 180 13 7 80 10 6,0 35 Квазистационарный процесс с уменьшением скорости подачи присадочной проволоки и увеличением угла ее ввода:сварка первого прохода сварка пятого (замыкающего) прохода 30 О 4 50 10 4,5 60 10 5