Способ контактной стыковой сварки оплавлением Советский патент 1983 года по МПК B23K11/04 

OD

ч

со Настоящее изобретение относится к контактной стыковой сварке оплавлением и является усовершенствованием известного способа по авт.св. № . Из основного авт.св. известен спо соб контактной стыковой сварки оплав лением, при котором устанавливают припуски на оплавление свариваемых, торцов изделий при заданном напряжении холостого хода и их осадку, причем припуск на осадку устанавливают в гтределах 1,2-3,0 величины мак симального зазора, образующегося меж ду свариваемыми торцами изделий в процессе оплавления перед осадкой Cl 1 Этот способ позволяет получать высококачественные соединения со стабильными показателями механических свойств при условии сварки деталей с совмещенными кромками-свариваемых поверхностей. Данный способ не учитывает возможность смещений кромок свариваемых поверхностей относительно друг ДРУга Такие смещения могут поя виться при массовом производстве сварных деталей , имеющих большую протяженность свариййемого сечения, таких, как лис ты, трубы большого диаметра. При этом свойства сварных соедине ний при допустимых величинах смещени свариваемых кромок удовлетворяют тех ническим требованиям. Однако смещения Свариваемых кромок могут оказать влияние не только на свойства соединений,но и на характер процесса оплавления. В результате при сварке деталей со смещенными кромками с припуском на осадку, установленнЬм по извест:ному способу сварки, в сварном соеди нении могут появиться дефекты типа различных непроваров. Цель изобретения - повышение качества соединении при сварке деталей со смещенными кромками, Это достигается тем, что при контактной стыковой сварке оплавлением способом по авт.св. И припуск на осадку увеличивают на 0,3-0,6 мак симального смещения кромок свариваемых торцев, причем эту величину выбирают тем больше, чем больше величина заданного сварочного напряжения Зависимость изменения величины максимального зазора от изменения ве личины смещения была выявлена в ре- зультате всестороннего исследования процесса оплавления и формирования сварного соединения. Установлено, что- по мере увеличения смещения максимальный .зазор между свариваемыми деталями (рис.3,б) увеличивается по сравнению со сваркой деталей с совмещенными кромками (рис.3,а). Эта зависимость обусловлена теплофизическими явлениями происходящими в процессе оплавления в зазоре между деталями на участках со смещенными кромками. В этом случае выступающие участки кромок изменяют характер нагрева и разрушения образующихся контактов. Это связано с различными условиями отвода тепла от образующихся на этих участках контактов. Теплоотвод во внутренние кромки меньше, чем в выступающие наружные.- Поэтому внутренние кромки перегреваются, и образование зазора между деталями происходит в основном за счет оплавления их металла. 8 результате выступающие наружные кромки превращаются в выступы, а оплавляемые поверхности искривляются шо сравнению с их положением в начальный момент оплавления. При этом искривление увеличивается по мере увеличения длительности оплавления. При смещении в 1 мм характер оплавления, мало изменяется. При большем смещении происходит увеличение зазора. Зависимость между еличиной смещения и увеличением максимального зазора имеет сложный характер. Для практических целей с достаточно большой точностью можно принять; что величина смещения и дополнительный прирост величины максимального зазора связаны прямо пропорциональной зависимостью. На основании экспериментальных данных, подтвержденных металлографическими исследованиями i механическими испытаниями, установлено, что при сварке деталей со смещенными кромками качество соединений обеспечивается, если припуск на осадку &О заданный по известному способу, увеличить на величину Дд, которую определяют по максимальному смещению в пределах 0,3-0,6 его величины, причем величину Дд выбирают тем больше, чем больше величина заданного сварочного напряжения, и общий припуск на осадку устанавливают равным: Установленная зависимость имеет место при сварке деталей любой толщины. Это подтверждается исследованиями сварных соединений различной толщины, выполненных предлагаемым способом.. При сварке деталей с совмещенными кромками увеличение припуска на осад ку увеличивает искривление полос про катки, расположенных в зоне сварки свариваемого металла. В результате этого возможно понижение-Пластичноети соединений вследствие образования трещин по искривленным полосам прокатки при загибе. При сварке деталей с одинаковым смещением кромок по всему периметру увеличение припуска на хэса-дку на величину, равную 0,3-0,6 величины смещения, практически не увеличивает искривления полос прокатки. Это обус ловлено тем, что дополнительное .увеличение припуска на осадку в основном поглощается деформацией металла внутренних кромок, зона разогрева ко торых больше, чем зона разогрева наружных выступающих, кромок. При этом разогрев внутренних кромок возрастает . с увеличением смещения. Поэтому меха-нические свойства соединений, вы полненных.предлагаемым способом, удо летворяют всем требованиям, включая 1- у-ч-1-г /гм- -ц/ЧЧ Т- LJt Л rytf ntni I СТ требования по пластичности. Превышение дополнительного припуска на осад ку, установленного для определенного также может вызвать скиже смещения, ние пластичности соединений при за-. .Однако на практике при сварке бол ших развитых сечений чаще всего приходится соединять, например, концы труб, кромки которых на одних участках совмещены, а на других имеют сме щения различной величины. В этом случае главным требованием является получение бездефектных соединений. Это значит, что-припуск на осадку не обходимо выбирать с учетом максималь но возможного смещения. Описываемый способ сварки обеспечивает получение бездефектных соедине НИИ при сварке деталей, кромки которых смещены или по всему периметру или только на отдельных его участках Эффективность предлагаемого способа особенно возрастает по мере повышения качества свариваемых сталей, например, при сварке теплоустойчивых труб из стали 12Х1ИФ.- Это связано с тем, что в данном случае, не только возрастает эксплуатационная надежность сварных соединений, но и снижается вероятность образования трещин по искривленным волокнам при загибе на участках, где смещение кромок было минимальным или вообще отсутствовало. В качестве конкретного примера выгюлнения предлагаемого способа мог жет служить сварка tpy6 диаметром мм с толщиной стенки мм. При сварке данных труб допускается смещение .кромок до 3 мм. Сначала определяем по известному способу припуск на осадкуЛос соответствующий сварке труб без смещения кромок. При сварке указанных труб устанавливают напряжение хх время оплавления 10пд 1бО с. Следовательно: Лос 1 .Тазмоксггдейз дщяаксимальный 3a3opU5j Kc 7(0,022-19 5+ +0,2),,.7-,,85мм, принимаем &Q 7,5 мм. Затем определяем дополнительнуо величину припуска на осадку при Лсм 3 мм. При U2XX 7 В+ Дд 0, 0,А 2 мм, принимаемая -1,5 мм. Таким образом, общий припуск на осадку будет составлять: Апбш ос Ло5ш, 7,5 + 1 ,5 9, Ч V - rt.... . На практике величина U2xX находится в пределах В;;«Поэтому, еслиУгхх 3-5 В, ,ЗДсгл- Если Ujxji 10-12 В, то Лд 0,6 Др, Предлагаемый способ сварки позволяет получать бездефектные соединения деталей из проката, свойства которых полностью отвечают требованиям, предъявляемым техническими требованиями к сварным изделиям. Например, при испытаниях на загиб сварных соединений труб 0 1420 х X 19,5 мм из импортной стали х 60 с отдельными смещениями до 3 мм, выполненных при припуске на осадку, равном 9 мм (определение припуска на осадку изложено выше), угол загиба 50 загибных образцов, изготовленных из участка сварного шва протяженно стью 2250 мм, на котором величина отдельных смещений составляла 0-3 мм, находился в пределах 70-180°, а среднее значение равнялось 171 Применение предлагаемого способа сварки деталей с большим развитым сечением (трубы, лиоты) позволяет

510096734

сократить затраты на правку концов обеспечении необходимого качества труб вследстве снижения требований к соединения со смещением свариваемых точности геометрических размеров при кромок.

СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ по авт.св. N 904938, отличающийся, тем, что, с цепью повышения качества соединений при сварке деталей со смещенными кром- ками свариваемах поверхностей, припуск на осадку увеличивают на 0,30,6 максимального смещения кромок сва риваемых торцев, причем эту величину вь1бирают тем больше, чем больше вел 1чина -заданного сварочного напряжения .