СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ОЦИНКОВАННЫХ ТРУБ Российский патент 2005 года по МПК F16L13/08 B23K1/19 B23K101/06 

Изобретение относится к технологии соединения оцинкованных труб путем пайко-сварки и может быть использовано для пайко-сварки оцинкованных труб, успешно применяемых при прокладке коммуникационных трубопроводов и аппаратостроении, судостроении, в обогревательных системах и канализационных трубопроводах.

Известен способ газовой сварки, при которой горелка движется слева направо, пламя направляется на сваренную часть шва, а присадочная проволока движется позади пламенем. При газовой сварке на качество сварного шва большое влияние оказывает состав присадочной проволоки, ее чистота и степень защиты сварочной ванны. По химическому составу присадочная проволока должна соответствовать химическому составу основного металла с температурой плавления не ниже температуры плавления основного металла и иметь круглое сечение. При газовой сварке в целях улучшения качества сварного шва в сварочную ванну вводят флюсы, которые раскисляют металл сварочной ванны, извлекают из нее неметаллические включения и образуют на поверхности расплавленного металла шлаковую пленку, защищающую его окислы.

Диаметр присадочной проволоки подбирается в зависимости от толщины свариваемых частей по формулам при S<10 мм d=0,5 S+1

при S<10 мм d=0,5 S

[Богиня С.Т. “Сварка и пайка металлов”, Рига, 1968 г., с.67-70].

Недостатком известного способа является низкая защищенность свариваемой поверхности от коррозии.

Наиболее близким является известный способ соединения труб, в т.ч. оцинкованных, раскрытый в источнике информации RU 205307 С1, МПК 7 В 23 К 9/173, 27.01.1996.

Недостатком известного способа является низкая защищенность свариваемой поверхности от коррозии.

Задачей изобретения является обеспечение коррозионной защиты свариваемой поверхности оцинкованных труб.

Поставленная задача решается тем, что в способе соединения оцинкованных труб осуществляют предварительный нагрев соединяемого металла до рабочей температуры пайки на ширину 2-5 см, нагрев и расплавление пламенем газовой горелки присадочного прутка, установленного в зоне соединения труб, с нанесением в процессе нагрева и соединения труб на зону соединения и прилегающие к ней участки шириной 2 см слоя флюса, при этом в качестве присадочного прутка используют пруток из сплава, содержащего медь, цинк, кремний, олово, диаметром 1,5-5 мм.

В конкретных случаях:

- используют газовую горелку на 1-2 номера меньше, чем при газовой сварке сталей;

- используют пламя газовой горелки с небольшим избытком кислорода;

- пламя газовой горелки направляют непосредственно на пруток под углом 40-45°;

- используют пруток из сплава длинной 500 мм;

- используют пруток из сплава с рабочей температурой 880-890°С, пределом прочности при растяжении до 500 Н/мм² и относительным удлинением до 26%.

Совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной задачи и получение технического результата, а именно нанесенный на зону соединения оцинкованных труб флюс воспрепятствует прямому воздействию пламени горелки на слой цинка и защищает от выгорания цинковое покрытие. Последнее под слоем разогретого до жидкого состояния флюса расплавляется, однако не испаряется и не выгорает. Использование при пайке присадочного прутка с заданными показателями и составом, расплавление прутка пламенем газовой горелки с направлением пламени непосредственно на пруток под углом 40-45° позволяет более полноценно использовать тепло пламени, что значительно повышает производительность пайки и соответственно снижает на 15-20% удельный расход газа.

Таким образом, удается получить соединения оцинкованных труб, у которых сохраняется слой цинка и вместе с ним коррозионная защита основного материала после пайки.

Способ соединения оцинкованных труб осуществляют следующим образом.

Место соединения труб зачищают до металлического блеска и удаляют остатки загрязнений (масло, жир и т.д.), предварительно подвергают нагреву оцинкованную поверхность труб на ширину 2-5 см до рабочей температуры пайки, нагревают и расплавляют припой - присадочный пруток, смачивают поверхность соединяемых труб растеканием по ней и заполнением зазора припоем. Во время нагрева на зону соединения и прилегающие к ней участки на ширину 2 см наносят флюс в количестве, вдвое превышающем расход флюса для нормального способа пайки стали, используют номер горелки на 1-2 номера меньше, чем при аналогичной пайке стали, а газовое пламя выставляют с небольшим избытком кислорода.

В качестве присадочного прутка используют пруток из сплава, содержащего медь, цинк, кремний, олово, диаметром 1,5-5 мм и длиной, чаще, 500 мм, с рабочей температурой, обычно, 880-890°С, пределом прочности при растяжении до 500 Н/мм² и относительным удлинением до 26%. Пруток устанавливают в зоне соединения труб и расплавляют пламенем газовой горелки с направлением пламени непосредственно на пруток, преимущественно, под углом 40-45°.

Проведенные на оцинкованных трубах и сосудах, соединенных по данной технологии, многочисленные испытания, например, на растяжение, на изгиб, на кручение показали, что разрушенные трубы имеют среднюю прочность соединения при растяжении около 440 Н/мм², сосуды нагружались давлением до 500 атм, при этом не наблюдалось негерметичностей. Нанесенный на зону соединения флюс защищает от выгорания цинковое покрытие. Цинковое покрытие под слоем разогретого до жидковязкого состояния флюса расплавляется, однако не испаряется и не выгорает.

Таким образом, коррозионная защита гарантируется и после пайки. Данный способ может применяться также и при соединении водопроводов. Остатки флюса с внутренней стороны трубы, которые нельзя удалить, постоянно растворяясь в проходящей по трубам воде, не наносят вреда организму человека.

Использование присадочного прутка с заданными показателями и составом, расплавление его пламенем газовой горелки с направлением пламени непосредственно на пруток под углом 40-45° позволяет более полноценно использовать тепло пламени, что значительно повышает производительность работ и снижает на 15-20% удельный расход газа.

Изобретение может быть использовано при прокладке коммуникационных трубопроводов, в аппаратостроении, судостроении, обогревательных системах. Осуществляют предварительный нагрев соединяемого металла труб до рабочей температуры пайки на ширину 2-5 см. В зоне соединения труб устанавливают присадочный пруток и расплавляют его пламенем газовой горелки. В процессе нагрева и соединения труб наносят на зону соединения и прилегающие к ней участки шириной 2 см слой флюса. В качестве присадочного прутка используют пруток из сплава, содержащего медь, цинк, кремний, олово, диаметром 1,5-5 мм. Сплав имеет рабочую температуру 880-890°С, предел прочности при растяжении до 500 Н/мм² и относительное удлинение до 26%. Способ обеспечивает коррозионную защиту свариваемой поверхности оцинкованных труб. 5 з.п. ф-лы.

1. Способ соединения оцинковнных труб, отличающийся тем, что осуществляют предварительный нагрев соединяемого металла до рабочей температуры пайки на ширину 2-5 см, нагрев и расплавление пламенем газовой горелки присадочного прутка, установленного в зоне соединения труб, с нанесением в процессе нагрева и соединения труб на зону соединения и прилегающие к ней участки шириной 2 см слоя флюса, при этом в качестве присадочного прутка используют пруток из сплава, содержащего медь, цинк, кремний, олово, диаметром 1,5-5 мм.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют газовую горелку на 1-2 номера меньше, чем при газовой сварке сталей.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют пламя горелки с небольшим избытком кислорода.4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что пламя газовой горелки направляют непосредственно на пруток под углом 40-45°.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют пруток из сплава длиной 500 мм.6. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что используют пруток из сплава с рабочей температурой 880-890°С, пределом прочности при растяжении до 500 Н/мм² и относительным удлинением до 26%.