Способ дуговой сварки вертикально установленных труб

94858 25 55 3шва и снижается проилавляюшая способностьдуги. При этом размеры разделки ца трубахиэ нержавеющей стали по известному способуне обеспечивают стабильности сплавлецияпри наличии во внутренней трубе технологической жилкости;Целью изобретения является повышениекачества сварного соединения путем получениясварного шва без скважцого ироплавлециястенки внутренней трубыЦель достигается тем, что в способе дуго.вой сварки вертикально установленных трубпреимущественно из нержавеющей стали, ирикотором одну трубу устанавливают в другую,образуя нахлесточцое соединение, на трубебольшего диаметра и толщины выполняютступенчатую разделку и сварку осуществляютв два прохода с изменением положения электрода, ступенчатую разделку выполняют с раз.мерами:Н - (0,3-0,5) 8;В = (1,0-1,5) Ни = 105где Н - толщина притупления ступенчатойразделки;В - ее ширина;Я - толщина стенки внутренней трубы;а - угол скоса разделки;при выполнении первого прохода дугу смещают от торца притупления на величинуе = (0,3 - 0,5) В и сварку осушествляют надлине (0,9 - 0,95) периметра кольцевого сечениятрубы, а второй проход выполняют не прерывая процесса, изменяют направление сварки цапротивоположное и дугу смешают от торпапритупления на величину в = (0,7 - 0,8) В,при этом сварку проходов осуществляют сэффективной энергией дуги, удовлетворяющейусловию- = 0,6-0,8,где с 1 и сг - эффективная энергия дути припервом и втором проходах соответственно,При выполнении второго прохода осуществляют перекрытие кольцевого шва, выполненного при первом проходе.Кроме того, для получения высокого качества сварки в импульсном режиме, последу.ющий назначают из условия Эпд(Эп 1,= 1,5 --2,0, где З и 3 -токи максимальнойЮ 1 Пи минимальный при импульсном режиме,На фиг, 1 показана общая схема способасварки; на фиг. 2 - сварка первого прохода;на фиг. 3 - расположение электрода при сварке первого прохода; на фиг. 4 - расположе.ние электрода при сварке второго прохода:на фиг. 5 - сварка второго прохода с лере.крытием,На фигурах обозначено следуюцсе; 1 -вольфрамовый и кгроц;- сваро 1 пая дуга; 7 13 - вцецняя труба; 4 - внутренняя труба; 5 -поверхность 1 цирицы притупления ступенчатойразделки: 6 - торец притупления; 7 - технологическая жидкость; 8 - поверхность скоса разделки; 9 - форма образования сварочной ванны ири первом проходе; 10 - форма обра. зовация сварочной ванны при втором проходе; В - ширина притупления ступенчатой разделки; Н - толщина притупления ступенчатой разделки; а - угол скоса разделки; Я - толшина стенки внутренней трубы 4; Ч В- скорость сварки;О - диаметр соединения; е = (0,3 - 0,5) В и= (0,7 - 0,9) В - величина смецения электродаот торцов притупления при первом и втором проходах соответственно; 1. = (0,9 + 0,95) ПД - длина периметра шва при первом проходе; В = (0,07 Ю,085) ПЛ - длина перекрытия.Способ осуществляется следующим образом, Сварке предшествует операция обработки кромки внешней трубы 3. Геометрические размеры разделки кромки должны удовлетворять следующим оптимальным условиям: Н = (0,3 0,5) Я; В = (1,0 - 1,5) Н; а = 10 - 15 . Величины Н, В, и а получены опытным путем. При увеличении величицы Н появляется возможность цепровара, а при ее уменьшении - прожога стенки внутренней трубы 4 и выплеска технологической жидкости 7. При увеличении величины В усложняется процесс сварки, так как чтобы расплавить весь металл притупления, при. ходится увеличивать количество сварочных проходов, что, с свою очередь, ведет к перегреву металла, увеличению деформации труб, а в конечном счете к ухудшению качества сварки, Уменьшение величины В также отрицательно влияет на качество сварки, так как полученный шов будет иметь значительно меньший объем переплавленного металла внешней трубы 3, что. ведет к понижению прочности сварного соединения. Увеличение угла скоса кромки ведет к ухудшению теплоотвода, что, в свою очередь, может привести при сварке второго прохода к прожогу стенки внутренней трубы 4 и выплеску технологической жидкости.При сварке первого прохода электрод 1 предварительно устанавливают на расстояние е от торца 6 притупления . Величину е определяют из условия е = (0,3 - 0,5) В, найденное опытным путем и позволяющее равномерно оплавлять торец 6 притупления при правильно выбранной величине тока. После установки электрода 1 зажигают сварочную дугу 2, которая частично проплавляет стенку внутренней трубы 4 и оплавляет притупление, как показано на фиг. 1. Затем дугу 2 перемешают вдоль периметра соединения до момента, когда шов будет иметь длину, равную 0,90,9594858 мо/демР Все эти технологичеститц= то = 1,0 С.об 5,1 м/ч . 5длины периметра соединения (ПД). Выполнение этой операции связано с неблагоприятными условиями в зоне соединения, а именно: на. личие грязи, масла, технологической жидкости, Для того, чтобы избежать выплеска расплав ленного металла и получения свинца в месте перекрытия кольцевого шва при первом проходе из - за испарения грязи, масла, техноло. гической жидкости, нагрева воздуха, провара чивают только 0,9 - 0,95 от длины периметра 1 О соединения. Величина длины шва определена опытным путем и обеспечивает равномерный свободный выход парам масла, технологической жидкости и разогретого воздуха из замк. нутого объема. С момента увеличения длины 15 шва 1 электрод 1 перемещают относительно торца 6 притупления на величину Е = (0,7 - 0,9) В (см, фиг, 4), одновременно меняют направление сварки на противоположное (см, фиг. 5) и увеличивают эффективную мощ- зО ность сварки. При смещении электрода на величину Я при втором проходе улучшаются условия теплоотвода из - за близости скоса кромки. Поэтому, не боясь прожога стенки внутренней трубы .4, целесообразно увеличить эффективную мощность второго прохода по отношению к эффективной мощности первого прохода на величину, удовлетворяющую условию с 1,. Я= 0,6 - 0,8, Все это способствует более качественному формированию шва, Изме пение направления сварки в данном случае целесообразно по следующим причинам. Во-первых, за то время, которое необходимо потратить на сварку второго прохода, в зазоре,оставшемся межцу трубами 3 и 4 после пер 35 вого прохода, под действием тепла, получаемого от стенок труб при их сварке, выгорит грязь, испарится масло и технологическая жидкость, удалится избыточный разогретый воздух что, в свою очередь, облегчит процесс сварки, Во-вторых, после первого прохода в корне шва образовались микронадрывы. Появление микронадрывов объясняется тем, что внутренняя 4 и внешняя 3 трубы имеют неоди. паковый теплоотвод. Из-за конвенции технологической жидкости 7 внутренняя труба 445 имеет температуру практически такую же, как и содержащаяся в ней технологическая жидкость 7. Когда внешняя труба 3 разогрета. и, как всякое разогретое тело, стремится расшириться, начинают варить второй проход в обратном направлении, стремясь уменьшить остаточные напряжения в шве, полученные при первом проходе, и переварить корень шва, тем самым удалив микронадрывы.Второй проход осуществляют с перекрытием места начала сварки и заварки зазора, по. лученного после первого прохода. Величина В= (0,07 - 0,085) ПД определена опытным путем,Весь процесс сварки осуществляют в импульсном режиме, последний выбирают из услшвия кис приемы гарантируют качественное формирование шва. Пример осуществления способа. Способ дуговой сварки осуществляют цри сварке нахлесточных соединений из труб И 70 х 6,0 мм и х 1 58 х 4,0 мм. Материал труб - сталь 12 Х 18 Н 10 Т, Собранные на прихватках соединения закреплены вертикально и во внут ренню трубу наливали воду при комнатной температуре. Параметры разделки кромки трубы и 70 хбо мм были следующие: В = 3,0 мм - удовлетворяет требованию В = (1,0 - 1,5) Н; Н = 2,0 мм - удовлетворяет требованию Н - (0,3 - О,5) 8; а = 15.Вольфрамовый электрод И 3,0 мм с конической заточкой (угол заточки 25 - 30) устанавливают таким образом; чтобы длина дуги не превышала 2,0 мм, а расстояние е равнялось приблизительно 1,0 мм.Сварка первого прохода выполнена в следующем режиме: 1 ьц цп= 120 А удовлетворяет условию АеФ= 70 А "ю =1,5 2,0; ИМО ДР й В момент, когда длина шва равнялась 0,9 - 0,95 длины соединения, что соответствовало 2 мин 08 с после начала сварки, электрод перемещают на величину приблизительно 2,4 мм относительно торца притупления, а направление сварки меняют на противоположное.Режим сварки второго прохода: 1 имп = 170 А удовлетворяет условию 1 дж =100 А "фф= 1,5 г,О;де. тпмцз= тимо= 1 О СЧ = 5,1 м/ч.Через 4 мин 30 с после начала сварки гаснет дуга и прекращается перемещение электрода, Сварка завершена, Контроль качества, проведенный по первой категории, показал отсутствие пор, шлаковых включений, микро- надрывов . в сварном шве соепине :щя. Данный способ позволяет получить качест.венное соединение труб внаялестку при запои.ненной технологической жидкостью внутренней трубе.7 9485Формула изобретения 1, Способ дутовой сварки вертикально установленных труб преимущественно из нержавеющей стали, при которой одну трубу устанавли вают в другую, образуя нахлесточное соединение, на трубе большего диаметра и толщины выполняют ступенчатую разделку и сварку осуществляют в два прохода с изменением положения электрода, о т л и ч а ю щ и й - 10 с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем получения сварного шва без сквозного проплавления стенки внутренней трубы, стопенчатую разделку выполняют с размерами;. 15Н = (0,3 - 0,5) 8;В = (1,0 - 1,5) Н;а = 10-15,где Н - толщина притупления ступенчатойразделки; 20В - ее ширина;8 - толщина степени внутренней трубы;а - утол скоса разделки;при выполнении первого прохода дугу смещают от торца притупления на величину 25 е = (0,3 - 0,5) В и сварку осуществляют на длине (0,9 - 0,95) периметра кольцевого сечения трубы, а второй проход выполняют не п 1)ерывая процесса, изменяют направление сварки на противоположное и дугу смещаютот торца притупления на величину = (0,7 -09) В, при этом сварку проходов осуществляют с эффективной энергией дуги, удовлетворяющей условиюя= 0,6 - 0,8, где ц, и цэффективная энергия дути при первом и второмпроходах соответственно.2, Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что при выполнении второго проходаосуществляют перекрытие кольцевого шва, выполненного при первом проходе.3, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения вы.сокого качества сварки в импульсном режиме,последний выбирают из условияд= 1,5 - 2,0,Щ 1 Пгде1 - максимальный .ток импульса;1 и,;, - минимальный ток импульса.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Под ред. Б. Е. Патона. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением, М"Машиностроение", 1974, с. 200.2. Авторское свидетельство СССР У 157022,кл. В 23 К 9/00, 1960.3. Авторское свидетельство СССР Мо 596395,кл, В 23 К 9/16, 1976 (прототип).948587 ктор Л. Багиров ректор Н, Король аказ б 073/12 исное Фл лси 1 Г Патент, г. Ужгород, уп, 1 роекпця ВНИИПИ Госуда по делам изо