Способ сварки поперечных стыков фасонных профилей

Союз СоветскикСоциапистнчесиикРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Зая влено 26.12.80 (2 ) 3223996/25 - 27с присоединением заявки ЭЙ(51)М. Кл. В 23 К 31/08 В 23 К 33/00 Гевударстюиый комитет СССР до дедам нзобретеннй и открытий(72) Авторы изобретени Всесоюзный проектно в техн тяжелого машиностроения 7) Заявитель ческий инстит 4) СПОСОБ СВАРКИ ПОПЕРЕЧНЫХ СТЫКО ФАСОННЫХ ПРОФИЛЕЙИзобретение относится к области сварки, а именно к способам сварки поперечных стыков фасонных профилей, имеющих вертикальные участки и перекрывающие их горизонтальные с утолщениями в местах сопряжения участков, например, тавров, двутавров,5 и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.Известен способ автоматической ванной сварки деталей массивного сечения, преимущественно рельсов, с применением для формирования шва охлаждаемых медных форм 1.По этому способу сварки торцы стыкуемых рельсов устанавливают с зазором (12 - 15 мм) и сварку начинают с подошвы рельсов двумя сходящимися боковыми электродами. К моменту окончания сварки пера подошвы включают третий, средний электрод (плавящийся мундппук). Три дути образуют общую сварочную ванну, обеспечивая проплавление утолщенной средней части подошвы,После заварки подошвы боковые электроды отключают, а сварку стыка шейки и головки рельсов продолжают плавящимся мундштуком, Процесс сварки из дугового переходит в электрошлаковый,Данный способ нецелесообразен для сваркифасонных профилей, имеющих тонкие ( 8 -12 мм) вертикальные участки (стенки),Наиболее близким по технической сутии достигаемому эффекту к изобретению является способ сварки поперечных стыков фасонных профилей, преимущественно тавровогосечения, включающий сборку профилей встык,выполнение отверстий в стенке профиля, заплавление отверстий и сварку сначала стыкаполок, а затем стыка стенок (2,Технология этого способа состоит в том,что профили (двутавровые балки) собираютбез зазора, по оси стыка стенок от наружнойповерхности полок до стенки высверливаютглухие отверстия, которые заплавляют электрошлаковым методом. Затем последовательнозаваривают стыки полок и вертикальных стенок с периодическим кантованием изделия.Недостатком данного способа, гарантирующего качество сварного соединения, являетсянедостаточная производительность, связанная сНаименование Угол СваСхема сварки Выдержка времени,СкоНапря- жение РазмертехнологиВылет электПоследовательностьопеопераций наклона ростьсварки,м/ч роч- ный ческих отверстий,ширина хвысота,на дуге,В рода,мм элект- ток,А рода, град ра- ции мм 850 42 1. Сварка верхнихшвов полки"вперед" 30 35 мя электр одами, сходящимися к стенке 25 Одним 0 800 42электро- дом Сварка нижних швовполки (навесу) 35 Э 94858наличием операции сверловки глухих отверстийи операции их заплавления, в которую входятустановка головки над отверстием, засыпкафлюса, заварка отверстия, отбивка и уборкашлаковой корки, Способ целесообразен дляиндивидуального производства,Целью изобретения является повышениепроизводительности при обеспечении качествасварки,Поставленная цель достигается тем, что вспособе сварки поперечных стыков фасонныхпрофилей, преимущественно таврового сечениявключающем сборку профилей встык, выполнение отверстий в стенке профиля, заплавлениеотверстий и сварку сначала стыка полок, а затем стенок, после сборки осуществляют сваркустыка полок одновременно двумя электродамив направлении от их концов к стенке, затемвыполняют отверстия путем остановки упомянутых электродов у стенки и выдержки процессадо образования сквозного отверстия в стенкеи заплавляют отверстия в процессе последующей сварки стыка стенки.На фиг. 1 изображены собранные под сваркупрофиля; на фиг, 2 - профили с свареннымишвами полок; на фиг, 3 - сечение А-А фиг, 2;на фиг. 4 (а, б, в, г) - схема последовательности сварки поперечного стыка профилей;на фиг, 5 - фотография макрошлифа двустороннего сварного шва полки, сваренной без образования технологического отверстия в стенке;на фиг. б - фотография макрошлифа двустороннего сварного шва полки, сваренной с образованием технологического отверстия в стенке,Технология способа состоит в следующем.Свариваемые профили 1 и 2 с предваритель- "но обрезанными торцами стык 1/ют с зазором 8 4(3 - 5 мм), зажимают и приваривают заходные планки 3 в начале г и в конце стыка полок профилей, например, тавров, Затем производят автоматическую сварку в нижнем положении верхнего шва полок двумя электродами 4 (фиг, 2, 3) начиная с заходных планок 3,В процессе сварки электроды 4 перемещают одновременно и с одинаковой скоростью и останавливают у вертикальной стенки в месте сопряжения ее с полкой. После остановки перемещения электродов процесс сварки продолжают с выдержкой времени, достаточной для образования в вертикальной стенке сквозного отверстия. Ширина и высота технологического отверстия 5 должны быть такими, чтобы обеспечивался переход верхнего шва одной полки в верхний шов другой с образованием одного общего шва, имеющего в сечении по оси веотикальной стенки коэффициент формы шва, исключающий возникновение кристаллизационных трещин в верхнем сварном шве полок.Частично сваренные профили (фиг. 4 а) кантуют на 180 и осуществляют автоматическую сварку нижнего шва полок (фиг. 46), Стык вертикальных стенок заваривают одним из способов дуговой сварки с кантовкой изделия для сварки в нижнем положении (фиг. 4 в, г).П р и м е р, Проводилась автоматическая сварка стыка полубалок из двутаврового профиля У 45 М; сварка без разделки кромок; зазор в стыке 3 - 4 мм; сварочная проволока св 08 ГА диаметром 3 мм; флюс АН - 348 А, Род тока - постоянный, полярность - обратная.Режимы сварки представлены в таблице.5 948588 Продолжение таблицы 4 5 Ь70 800 42 6 9 10 30 1,5 - 2 35 Двусторонняя сварка вертикальных стенок (на флюсовой подушке) Однимэлектродом внаправлении к углом "вперед полке Сварка верхних швов полки выполняласьна специальной экспериментальной 2-х дуговойустановке с использованием 2-х источниковпитания ВДУ - 1001.Сварка нижних швов полки и двусторонняясварка вертикальных стенок осуществляласьна серийном сварочном автомате А - 1401с использованием источника питания ВДУ - 1001. 20По сравнению с известным способом указанная технология сварки позволяет, не снижаякачества сварного соединения, повысить производительность сварки в 2,0 раза за счет исключения операции сверловки глухого отверстия 25и операции заплавления его, введенных дляустранения непроваров в зонах сопряжениястенки и полок,В данном способе полный провар утолщенной зоны профиля обеспечивается за счет одновременного теплового воздействия двумядугами при остановке сварочных головок увертикальной стенки и применения схемыдвусторонней сварки полок.Необходимость образования технологического отверстия объясняется требованиями качества сварного шва - отсутствием кристаллизационных трещин.Так как сварное соединение состоит извертикального участка и перекрывающего егогоризонтального с утолщениями в местах ихсопряжения при сварке без образования технологического отверстия в стенке, то формаверхнего сварного шва полок (фиг. 5) в сечении по оси,стенки (вертикального участка)перпендикулярно к оси шва имеет неблагоприятную 0-образную форму, способствующуюобразованию кристаллизационных трещин.При сварке с образованием технологического отверстия в вертикальной стенке форма50верхнего сварного шва полки в том же сечении улучшается - кристаллизационные трещины отсутствуют (фиг, 6).Данный способ дает возможность создатькомплексно-автоматизированные поточныелинии по сборке и сварки поперечных стыков55фасонных профилей типа тавра, двутавра, например, для производства облегченных несущихбалок однобалочных электрических кранов,В качестве базового объекта взята технология сварки поперечного стыка облегченныхнесущих балок одноблочных электрических кранов на Забайкальском заводе подъемно-транспортного оборудования, которая включает следующие операции: обрезку торцов профилей,фрезеровку фасок на стыкуемых торцах профилей, полуавтоматическую сварку стыка в СО:с периодическими кантовкгми балки для сваркив нижнем положении, установку усиливающихнакладок на поперечный стык со стороны полокпрофиля.Способ по сравнению с базовым объектомимеет следующие преимущества: автоматизируютпроцесс сварки; исключает фрезеровку фасокна торцах стыкуемых профилей; исключает установку и приварку усиливающих накладок.Указанные преимущества обеспечивают:улучшение качества сварного соединения; сниже.ние трудоемкости изготовления балок: экономию металла и электродных материалов.Ожидаемый экономический эффект от использования способа на Забайкальском заводе ПТО составит 92 тыс. руб. в год.Формула изобретенияСпособ сварки поперечных стыков фасонных профилей, преимущественно таврового сечения, включающий сборку профилей встык, выполнение отверстий в стенке профиля, заплавление отверстий и сварку сначала стыка полок,а затем стенок, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения производительности при обеспечении качества сварки, послесборки осуществляют сварку стыка полок одновременно двумя электродами в направленииот их концов к стенкам, затем выполняютотверстие путем остановки упомянутых электродов у стенки и выдержки процесса сваркидо образования сквозного отверстия в стенкеи заплавляют отверстие в процессе последующей сварки стыка стенки.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство ССС 1 Х 197048,кл. В 23 К 31/02, 1967.2. Авторское свидетельство СССР У 74043-,кл. В 23 К 9/18, 1980 (прототип), 948588