СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ ЗАКАЛИВАЮЩИХСЯ СТАЛЕЙ Российский патент 1996 года по МПК B23K9/18 

Изобретение относится к сварочному производству, а точнее к способу автоматической сварки под флюсом закаливающихся сталей с поперечными колебаниями электрода.

Изобретение может быть использовано в машиностроении при изготовлении конструкций из закаливающихся углеродистых сталей.

В настоящее время при сварке конструкций из закаливающихся сталей высоколегированными проволоками в основном аустенитного класса, находит применение сварка под флюсом постоянным током прямой полярности. Сварка ведется с поперечными колебаниями электрода.

Применение в данном случае высокопроизводительных способов сварки, таких как сварка двумя дугами или трехфазной дугой нецелесообразно из-за невозможности получения требуемого качества сварки, обусловленного плохим формированием многослойного шва.

Задачей изобретения является повышение сопротивляемости сварных соединений против образования холодных трещин и трещин-отрывов по линии сплавления за счет снижения разбавления металла шва основным металлом и улучшения провара кромок при сварке высоколегированными проволоками.

Это достигается за счет способа автоматической сварки под флюсом при поперечных колебаниях электрода с амплитудой, которая в послойном заполнении V-образной разделки выбирается в зависимости от ширины предыдущего валика (слоя).

Экспериментально установлено, что на V-образной разделке с углом раскрытия 40-70^о требуемый провар кромок и уменьшение разбавления металла шва основным металлом при сварке на скорости 10-25 м/ч достигаются за счет соблюдения определенного соотношения ширины предыдущего валика (слоя) к величине амплитуды колебаний. Лучшие результаты обеспечиваются при отношении ширины предыдущего валика к величине амплитуды колебаний (в мм) в пределах 1,3-12. При этаком соотношении наблюдается качественный провар кромок, при котором доля основного металла в металле шва минимальная.

При соотношении ширины предыдущего валика к амплитуде колебаний свыше 12 наблюдается образование по линии сплавления непроваров, подворотов, зашлаковок, что вызывает образование трещин отрывов по линии сплавления. При соотношении ширины разделки к амплитуде колебаний меньше 1,3 приводит к увеличению развара кромок разделки, перегреву основного металла и, как следствие этого, к образованию холодных трещин в околошовной зоне, а в ряде случаев трещин-отрывов по линии сплавления.

В качестве примера применения предлагаемого способа приводится описание сварки углеродистой закаливающейся стали типа 30ХНМ.

Заварку разделки глубиной 30 мм с углом раскрытия 60^о производят однодуговой сваркой под флюсом марки АНК-51А с поперечными колебаниями электрода высоколегированной проволокой диаметром 5 мм марки СВ-08Х21Н10Г6 на постоянном токе прямой полярности на режиме: I_св=650 А; U_д=32-36 В; U_св=18 м/ч.

После наложения первого корневого валика на технологическом режиме замеряют ширину валика, которая составляет в среднем В=12 мм. Берут отношение ширины этого валика к амплитуде колебаний (в мм) равным 4, т.е. В/А=4. Тогда величина амплитуды колебаний А будет равна А=В/4=3 мм. Сварку второго валика выполняют на указанном режиме с амплитудой колебания 3 мм.

Затем замеряют ширину второго валика (слоя), которая составляет в среднем 20 мм. Тогда аналогичным расчетным путем определяют, что амплитуда колебаний на третьем слое составляет 20/4=5 мм. Так производится заварка разделки до ее полного заполнения. При такой сварке получается качественное формирование сварного соединения, обладающего сравнительно высокими показателями технологической прочности.

В таблице приведены данные по сварке закаливающихся сталей типа 30ХНМ высоколегированной проволокой диаметром 5 мм предлагаемым способом. Для сравнения приведены результаты сварки известным способом с остановкой колебателя на 0,1-0,4 с. Кроме того, в таблице приведены данные, полученные при сварке предлагаемым способом с отклонениями от предлагаемых параметров.

Стойкость сварного соединения против образования трещин в зоне сплавления определяются по методике, в основу которой положен изгиб стыковых образцов из закаливающихся сталей после сварки. За критерий берется максимальный прогиб образца h_кр(мм), при котором в сварном соединении еще не образуются трещины в зоне сплавления. Стойкость сварного соединения против образования трещин в околошовной зоне определяется по микротемплетам, вырезанным из сварного соединения "жесткая проба", изготовленного из закаливающейся стали. За критерий берется количество темплетов из 10 изготовленных, в которых выявлено наличие трещин в околошовной зоне. На этих же микротемплетах определяется доля основного металла в металле шва.

Из таблицы видно, что предлагаемый способ сварки имеет значительные преимущества перед известным. При этом выбранные и предлагаемые параметры являются оптимальными, так как обеспечивают хорошее качество сварных соединений при сварке закаливающихся сталей.

Способ сварки прошел с положительными результатами всестороннюю проверку в лабораторных и производственных условиях при сварке типовых узлов из закаливающихся сталей и показал свою производственную надежность и возможность широкого использования. Его применение позволит существенно улучшить качество сварки и повысить эксплуатационную работоспособность сварных соединений в конструкциях из закаливающихся сталей, а также получить за счет этого определенный служебно-экономический эффект.

Использование: для сварки под флюсом закаливающихся сталей. Сущность изобретения: автоматическую сварку под флюсом выполняют послойно с поперечными колебаниями электрода. При заварке V-образной разделки с углом раскрытия 40 - 70^o амплитуду колебаний берут 1,3 - 12 раз меньше ширины предыдущего валика при скорости сварки 10 - 25 м/ч и частоте 30 - 90 кол/мин. 1 табл.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ ЗАКАЛИВАЮЩИХСЯ СТАЛЕЙ, при котором многослойный шов выполняют послойно с поперечными колебаниями электрода, отличающийся тем, что при заварке V-образной разделки с углом раскрытия 40 - 70^o амплитуду колебаний берут в 1,3 - 2 раз меньше ширины предыдущего валика при скорости сварки 10 - 25 м/ч и частоте 30 - 90 кол/мин.