Способ сварки под флюсом наклонного соединения анкерного стержня с элементом проката

1117165 30 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что анкерный стержень при его осадке в ванну расплавленного металла перемещают горизонтально в направлении к плоскости свариваемого элемента на расстояние О, 25 диаметров анкерного стержня. 1Изобретение относится к способу получения электродуговой сваркой под Флюсом наклонного соединения анкерного стержня с плоскостью или торцом прокатного элемента и может быть использовано в заводской технологии изготовления закладных деталей предприятими строительной индустрии.Известен способ сварки под флюсом наклонного соединения элементов закладной детали, при котором возбуждение электрической дуги происходит между вертикально расположенным анкерным стержнем и установленной под углом к нему плоскостью прокатного элемента 1 3Однако известный способ не обеспечивает сварку анкерного стержня изза стекания ванны расплавленного 2 С металла при углах наклона плоскости прокатного элемента к оси стержня менее 30 , что приводит к необходимости применения нахлесточных соединений элементов закладных деталей, выполняемых ручной дуговой или контактной рельефно-точечной сварками. Кроме того, в случае приварки анкерного стержня к торцу пластины закладной детали часто происходят поджоги ее опоры, что ухудшает качество сварного соединения.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения., выполняемого при угле наклона оси анкерного стержня к плоскости прокатного элемента менее 30Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сварки под Флюсом наклонного соединения40 анкерного стержня с элементом проката, заключающемуся в возбуждении электрической дуги между вертикаль 3. Способ по и, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что при сварке анкерного стержня с торцом прокатного элемента между наружной плоскостью прокатного элемента и его опорой выполняют зазор, заполняемый флюсом и равный средней величине размера флюсового зерна. но расположенным анкером стержнеми установленным на опоре под угломк нему элементом проката с последующим оплавлением стержня и егоосадкой в ванну расплавленного металла, до возбуждения электрическойдуги на элементе проката на расстоянии, равном 0,5-0,8 диаметра анкерного стержня, от точки соприкосновения свариваемых элементов в направлении стекания расплавленного металла устанавливают ограничитель, удерживающий расплавленный металл.Анкерный стержень при его осадкев ванну расплавленного металла перемещают горизонтально в направле-нии к плоскости свариваемого элемента на расстояние 0,25 диаметраанкерного стержня,При сварке анкерного стержня сторцом прокатного элемента междунаружной плоскостью прокатного элемента и его опорой выполняют зазор,заполняемый Флюсом и равный среднейвеличине размера Флюсового зерна.На фиг. 1 приведена схема предлагаемого способа сварки под Флюсом анкерного стержня с плоскостью прокатного элемента, на фиг. 2 - то же, сторцом прокатного элемента, нафиг. 3 - зависимость предела прочности наклонных сварных соединенийот расстояния до ограничителя, нафиг. 4 - то же, от величины горизонтального перемещения анкерного стержня.Схема способа включает элемент 1проката, опору 2, ограничитель 3,ванну ч расплавленного металла флюсосборный стакан 5, анкерный стержень6, Флюс 7, зону 8 локального подплавления элемента проката и подкладку 9.30 50 Обоснование необходимости применения принудительного формирования расплавленного металла и необходимости горизонтального перемещения ан керного стержня и плоскости свариваемого элемента поясняется схемой, приведенной на фиг. 1. 3 111716Процесс получения электродуговой сваркой под флюсом наклонного соединения элементов заклаДной детали осуществляется в следующей последовательности.5Плоский элемент 1 проката устанавливают под заданным углом на косой опоре 2, а анкерный стержень 6 закрепляют в стержнедержателе сварочной установки таким образом, чтобы он своим торцом контактировал с прокатным элементом (положение с ). Затем на расстоянии, равном 0,5- 0,8 диаметра стержня, от точки соприкосновения свариваемых элементов в направлении стекания расплавленного металла устанавливают ограничитель 3, удерживающий расплавленный металл и соосно с анкерным стержнем - флюсосборный стакан 5, заполняемый флюсом 7. Ограничитель 3 выполняют из огнеупорного материала или из металла,. который впоследствии . может входить в состав сварного соединения. 25При прохождении сварочного тока через элементы закладной детали ан" керный стержень отрывается от прокатного элемента (перемещение 1) и между ними возбуждается электрическая дуга, Образуется ванна 4 расплавленного металла, удерживаемая от растекания ограничителем 3. По истечении заданного времени сварки стержень перемещается горизонтально к плоскости свариваемого элемента (перемещение 11) на величину 0,25 диаметра стержня (фиг. 1) и осаживается в ванну расплавленного металла (перемещение 111), занимая при этом положение Б,40Для предотвращения прямого воздействия расплавленного металла на косую опору между свариваемой торцовой частью прокатного элемента и. его опорой предусматривается флюсовой зазор, обеспечиваемый подкладкой 9 (фиг. 2). Минимальная величина флюсового зазора определяется размером зерна флюса и составляет 1,5-2 мм. 5 4Под действием сварочной дуги анкерный стержень 6 оплавляется и расплавленный металл частично отекает по плоскости прокатного элементасоздавая зону локального подплавления 8 поверхности элемента 1 проката. Осаживающийся при этом стержень не будет иметь полного и надежного сплавления с расплавленным металлом и элементом проката, что вызывает необходимость применения ограничителя 3, удерживающего расплавленный металл (фиг. 1), который устанавливается на расстоянии, равном 0,5-0,8 диаметра привариваемого стержня, от точки соприкосновения свариваемых элементов в направлении стекания расплавленного металла.При установке ограничителя 3 на большем расстоянии наблюдается явление расширения зоны локального подплавления 8 прокатного элемента 1. Установка же ограничителя на меньшее расстояние обеспечивает перемыкание расплавленным металлом 4 дугового промежутка и соответствующее прекращение сварочного процесса.Горизонтальное перемещение анкерного стержня 6 (фиг. 1) к плоскости прокатного элемента 1 позволяет уменьшить величину изгибающего момента, действующего на сварное сЬединение при осевом приложении нагрузки, что улучшает его работоспособность. При этом предельное перемещение анкерного стержня ограничивается верхней гранью зоны локального подплавления, а также глубиной проплавления элемента проката и в зависимости от угла наклона плоскости прокатного элемента к оси стержня это перемещение составляет 2-5 мм.Кривая 1 (фиг. 3) имеет возрастающий характер с перегибом в точке, соответствующей установке ограничителя на расстоянии 0,5 диаметра привариваемого стержня, а кривая 2 на расстоянии 0,8 диаметра. Установка ограничителя на большее расстояние ведет к уменьшению прочности сварного соединения, вызванному растеканием наплавленного металла иуменьшением зоны сплавления торцаарматурного стержня с наплавленнымметаллом. Снижение же прочностинаклонного соединения при меньшихзначениях укаэанных параметров вызы-вается возбуждением электрической1111165 1 О 25 ЗО 35 40 дуги на ограничителе и уменьшенной зояой сплавления наплавленного металла с металлом прокатного элементаПредставленные на фиг, 4 зависимости имеют возрастающий характер с перегибом в точке, соответствующей горизонтальному перемещению стержня на расстояние, равное 0,25 его диаметра, При дальнейшем увеличении этого перемещения прочность сварного соединения снижается, что вызывается наличием зоны несплавления торца стержня с металлом про. катного элемента. Перемещение же стержня на меньшее расстояние ведет к увеличению изгибающего момента, действующего на сварное соединение при осевом приложении нагрузки .П р и м е р . Проводится электро- дуговая сварка под флюсом арматурных стержней,циаметром 16 мм марки ст, 5 с плоскостью стального проката марки В ст. 3 и его торцом. В обоих случаях толщина проката составляет 12 мм и сварка осуществляется на автоматике АДФпри следующих параметрах: время сварки = 6 сек, величина начального дугового промежутка Е = 1,5 мм, величина машинной осадки Н о = 22 мм, ток короткого замыкания 1 = 1500 а, продолжительность выдержки стержня в ванне расплавленного металлаВ = 4 сек.Угол наклона плоскости лрокатного элемента к оси стержня составляет 15 . Сварка ведется с использованием преобразователя типа ВКСМ на обратной полярности, Процессу 1сварки предшествовал ряд подготовительньм операций, которые осуществляются оператором в следующей последовательности, Плоский элемент проката 1 (фиг. 1) укладывается на косойопоре 2 под углом 15 к вертикали,а арматутный стержень 6 закрепляется в стержнедержателе автомата такимобразом, чтобы он своим торцом касался поверхности пластины. Затем 5 о устанавливается на расстоянии 11 мм от точки соприкосновения свариваемьм элементов в направлении стекания расплавленного металла ограничитель 3 и соосно со стержнем - флюсосборный стакан 5, в который засыпается Флюс марки АНА.После этого включается сварочный ток и стержень отрывается от плоского элемента проката на заранее установленную величину начального дугового промежутка, равную 1,5 мм, а между стержнем и пластиной возбуждается сварочная дуга. За время сварки, равное 6 сек, арматурный стержень оплавляют на величину 16 мм, а затем расплавленный металл Формируется ограничителем 3, Затем в сформировавшуюся ванну расплавленного металла 4 погружается арматурный стержень с одновременным горизонтальным перемещением его на величину 4 мм к плоскости свариваемого элемента. После этого сварочный ток выключается и стержень выдерживают в течение 4 с в ванне расплавленного металла до полной ее кристаллизации.Сварка арматурного стержня с торцом прокатного элемента (фиг. 2) осуществляется в той же последовательности как и сварка стержня с плоскостью пластины, за исключением горизонтального перемещения арматурного стержня при его осадке в ванну расплавленного металла. Кроме того, на опору укладывается П-образная пластина 9 толщиной 2 мм, которая образовывает флюсовой зазор, предупреждающий сплавление расплавленного металла с металлической опорой. Образцы подвергнуты механическим испытаниям, при которых обеспечивается отрыв анкерного стержня от плоского элемента проката, а разрушающая нагрузка действует вдоль оси стержня. Результаты испытаний приведены в таблице.Предел на прочности на разрыв,кг/мм Вид сварки Характер разрушения 10600 52,7 С плоскостью пластины беэ По зоне сплавления стержня с наплавленным металлом 11300 56,2 горизонтального смещениястержня 9600 47,8 48,0 9650 9600 47,8 11000 54,6 По зоне сплавления С плоскостьюпластины пригоризонтальномсмещении стерж 10900 стержня с наплав"ленным металлом 54,4 10600 52,6 ня 10870 54,2 10900 54,4 С торцом пластины2 11900 59,) По основному 11900 59,3 11900 59,3 11900 59,3 12000 59,6 50 Как видно из таблицы, предлагаемый способ сварки позволяет получить наклонные сварные соединения, удовлетворяющие требованиямГОСТ 10922-75 и при углах наклона оси анкерного стержня к несущей плоскости прокатного элемента зак 45 ладной детали менее 30 о.фИспользование предлагаемого способа сварки под 4 аюсом наклонных соединений анкерных стержней с элементами листового или профильного проката позволяет отказаться от выполнения нахлесточных соединений ручной дуговой и контактной рельефно- точечной сварками, что обеспечивает в условиях массового изготовления закладных дегалей снижение металло- емкости закладных деталей на 153, связанной с ликвидацией нахлесточной части анкерного. стержня, снижение трудозатрат в 1,5.-2 раза, связанных с исключением вспомогательных операций по штамповке рельефов, гибке анкерных стержней и сокращением погрузочно-разгрузочных работг и экономию высококачественных электродов.з 7118/10 ВНИИПИ Го по дел 113035, МоскТираж 1036 Подписиударственного комитета СССРам изобретений и открытийа, .Ж 35, Раушская наб., д, 4/5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 8 доляхдиамеари