СПОСОБ СВАРКИ ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ Российский патент 2006 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к области сварки титана и его сплавов.

При ремонте крупных металлоконструкций из титана (газопроводы, трубные секции с активными средами и т.п.) возникает необходимость замены фланцев в отдельных местах трубопровода без демонтажа всей конструкции. В этих случаях фланец отрезается от трубы по сварному шву абразивными кругами, а на место удаленного фланца на трубу 1 (рис.1) надевается новый фланец 2 и приваривается к ней односторонним угловым швом ИНп - сваркой вольфрамовым электродом в инертном газе с присадочным материалом (ИНп - сварка в инертном И газе неплавящимся Н электродом с присадкой - п: ГОСТ 14771).

При удалении участка трубы с дефектными фланцами труба укорачивается. После установки и приварки новых фланцев между ними в трубной системе возникает избыточное расстояние, которое устраняется в дальнейшем при стягивании фланцев за счет податливости трубной системы на других участках.

Ограниченная податливость системы вызывает необходимость уменьшать длину участка, вырезаемого при замене фланца, что затрудняет, а часто делает невозможным подход к обратной стороне шва для осуществления защитного поддува. Невозможным также является и заполнение всей системы инертным газом. Сварка же углового шва без защиты обратной его стороны, как показывает наш опыт, приводит к трещинам из-за насыщения шва кислородом и азотом воздуха.

При электродуговой сварке титана и его сплавов необходима защита инертным газом (аргон, гелий и их смеси) как лицевой стороны шва, так и обратной, а также прилегающих к шву участков, нагревающихся при сварке до температуры выше 600°С. С этой целью применяются различные средства: подача защитного газа в основное сопло сварочной горелки и дополнительную приставку к ней, сварка на подкладке с подачей газа в канавку под шов, заполнение свариваемой емкости, пропускание защитного газа через внутреннюю полость труб, сварка в камерах [1] с.86, [2] с.434, 438, [3] с.52, [4] с.305., нанесение на обратную сторону свариваемых деталей слоя алюминия [5].

Во всех известных способах защиты обратной стороны шва применяется либо сварка в камере, заполненной инертным газом, либо заполнение емкости или трубы инертным газом, либо поддув инертного газа через специальные устройства, располагающиеся с обратной стороны шва, либо напыление на обратную сторону защитного слоя алюминия [5].

Целью заявляемого способа является защита обратной стороны шва при отсутствии доступа к ней.

При невозможности или технической и экономической нецелесообразности применения перечисленных способов защиты обратной стороны шва при сварке угловых и тавровых соединений титана предлагается способ, отличающийся тем, что упомянутую защиту осуществляют путем подачи защитного газа через предварительно выполненные в одном из свариваемых элементов отверстия в канал, предварительно выполненный на внутренней поверхности того же элемента, с возможностью подачи газа по всему периметру свариваемого шва. Защита, таким образом, может быть осуществлена без доступа к обратной стороне шва. Техника защиты обратной стороны шва видна из чертежа.

Перед установкой на трубу 1 фланца 2 на внутренней кольцевой поверхности фланца протачивается канал-канавка К, в который через отверстия О, просверленные радиально во фланце 1, подается аргон. Попадая в канал, аргон омывает обратную сторону свариваемого шва по всему периметру и выходит через зазоры, обеспечивая защиту обратной стороны шва и прилегающих участков от атмосферного кислорода и азота. В радиальные каналы О на наружной поверхности фланца 1 ввертываются штуцеры 3, присоединяемые к коллектору 4, через который подводится аргон из баллона. После приварки фланца коллектор снимается, штуцеры выворачиваются из отверстий, а отверстия завариваются аргонодуговой сваркой вольфрамовым электродом с применением присадки.

Аналогично описанному можно осуществлять защиту обратной стороны шва и при сварке иных угловых и тавровых соединений.

Прототипом заявляемого способа может служить способ сварки титана и его сплавов [5].

Общим признаком заявляемого способа и способа [5] является признак защиты обратной стороны шва при выполнении угловых и тавровых соединений. В отличие от прототипа заявляемый способ позволяет осуществить защиту без доступа к обратной стороне шва, что необходимо при использовании способа [5].

Литература

1. Шоршоров М.X. Сварка титана и его сплавов. / М.X.Шоршоров, Г.В.Назаров. - М.: Машгиз, 1959. - 136 с.

2. Мороз Л.С. Титан и его сплавы [Т.1]. / Л.С.Мороз [и др.]. - Л.: Судпром, 1960. - 516 с.

3. Ительсон Г.М. Титановое оборудование. / Г.М.Ительсон. - М.; Л.: Машгиз, 1964. - 148 с.

4. Галицкий Б.А. Титан и его сплавы в химическом машиностроении. / Б.А.Галицкий [и др.] - М.: Машиностроение, 1968. - 339 с.

5. Описание изобрет. к а.с. SU 338321 А, МПК 7 В 23 К 9/02. Способ защиты обратной стороны шва. Лысаков В.Ф., Кирилюк В.Ф. - №1442829/25 - 27; заявл. 25.05.70; опубл. 15.05.85. Бюл. №18. - 2 с.: ил.

Изобретение может быть использовано при сварке в инертных газах угловых или тавровых соединений крупных металлоконструкций из титана или его сплавов, в частности трубных секций. Защиту обратной стороны сварного шва осуществляют путем подачи защитного газа через предварительно выполненные в одном из свариваемых элементов отверстия в канал, предварительно выполненный на внутренней поверхности того же элемента. Таким образом, обеспечена подача защитного газа по всему периметру свариваемого шва. Замена фланцев трубопровода может быть осуществлена без демонтажа всей конструкции. Сварные швы, выполненные с использованием данного способа, не имеют трещин. 1 ил.

Способ сварки титана и его сплавов, включающий выполнение углового или таврового соединения с защитой обратной стороны сварного шва, отличающийся тем, что упомянутую защиту осуществляют путем подачи защитного газа через предварительно выполненные в одном из свариваемых элементов отверстия в канал, предварительно выполненный на внутренней поверхности того же элемента с возможностью подачи защитного газа по всему периметру свариваемого шва.