Способ герметизации трубчатых изделий Советский патент 1984 года по МПК B23K31/00 

Изобретение относится к сварке, частности к способам герметизации трубчатых изделий сваркой неплавящимся электродом в защитном газе например, тепловых труб, выполненных из однофазной аустенитной хромоникелевой стали ХИ 8А7 типа Х15Н15, склонной к образованию горячих треn iH в температурном интервале кристаллизации и в температурном интервале полигонизации, и может быть применен в котлостроении и других отраслях химического машиностроения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ герметизации трубчатых изделий, заключающийся в соединении трубчатого изделия с концевой деталью дуговой сваркой неплавящимся электродом lj .

Недостатком этого способа является невозможность его использования если труба и пробка выполнены из нержавеющих глубоко аустенитных хромрникелевых сталей и сплавов, имеющих однофазную аустенитную структуру как в исходном, так и в литом (после сварки) состоянии, поскольку в корне шва и притонной зоне при сварке особотонкостенных изделий образуются трещины.

Целью изобретения является повышение качества герметизации особотонкостенных трубчатых изделий из однофазных аустенитных хромоникеле- вых сталей путем предотвращения и образования горячих трещин в шве и пришовной зоне.

Цель достигается тем, что согласно способу герметизации трубчатых изделий, заключающемуся в соединени трубчатых изделий с концевой деталь дуговой сваркой неплавящимся электродом, на трубу надевают разрезной медный вкладыш-кристаллизатор, совмещают его торец с торцом трубы и концевой детали, обжимают вкладьшкристаллизатор в радиальном направлении, а сварку производят с торца трубы.

На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ.

П р им е р. Предлагаемый способ герметизации проходил экспериментал ную проверку при изготовлении образцов оболочек тепловой тонкостенной трубы 1 из стали ЭН 847 (размером 16x0,5) с пробкой 2, изготовленной

из стали ЭП 126 БД (из прутка про мьшшенмой поставки металлургическим заводом им Тевосяна, плавки ЧД 11290 с последующим вакуумно-дуго5 вым переплавом, сертификат № 23405, 07.07.79). Соединение трубы с пробкой герметичным сварным швом про изводят на серийном оборудовании (на сварочном автомате типа АСТЭ)

О при вращении сборки и неподвижном вольфрамовом электроде 3, расположенном вдоль оси сборки, на режиме, с вносимой погонной энергией, равной погонной энергии прототипа и с погон5 ной энергией, увеличенной почти

втрое. При этом промежуточный вкладыш-кристаллизатор 4 из меди устанавливается между наружной поверхностью тонкостенной трубы 1 и обоймой 5 в

0 виде кольца из стали. Металлографическое исследование показывает отсутствие горячих трещин как при сварке в шве герметизирующего соединения трубы с пробкой, так и в при5 шовной зоне полигонизации. По прототипу, а именно в соединении пробки из стали ЭЙ 847 с трубой из стали ЭЙ 847 (парт. 940, плавка ЭЛ 437276 завода им. Тевосяна, и плав0 ки, выполненные в Швеции и ФРГ) наблюдаются как кристаллизационные трещины в шве, так и полигонизационные трещины в каладом из десяти сваренных соединений.

Устройство для осуществления способа сострит иэ стальной кольцевой обоймы 5 с внутренним медным вкладьш1ем-кристаллизатором 4, кото-

Q рый Имеет внутреннее цилиндрическое отверстие диаметром, равным наружному диаметру тонкостенной трубы 1. Медный вкладьии-кристаплизатор 4 имеет разъем в виде прорези на длине, превышающем длину посадочной поверхности пробки 2. Опрессовка устройством сборки трубы с пробкой осуществляется перемещением пуансона 6 относительно цанги 7 вращателя сварочного автомата. Усилие обжатия сборки трубы с пробкой ограничено, в свою очередь, усилием пуансона . Возврат зкладьш1а-кристаллизатора в исходное состояние после сварки относительно обоймы осуществляется ПРУЖ11ННЫМ толкателем 8 после возврата пуансона в исходное состояние. Неплавящийся электрод 3 расположен вдоль оси сборки. Габариты . сварного шва по диаметру ограничиваются диаметром внутреннего цилин рического отверстия (диаметром обжимающей поверхности) вкладышакристаллизатора . С целью испог- тования тепла отходящего нагретого защитного газа для нагрева составной обоймы на торце вкладыща-кристаллизатора 4 размещен теплоэкранирующий цилиндр ческий стакан 9. Использование предлагаемого способа и устройств для его осуществления позволяет полностью уст нить брАк по сварным соединениям герметизирующих узлов всевозможных трубчатых изделий, в которых ранее наблюдалось образование горя чих трещин как в шве, так и в прошовной зоне и особенно при использ вании тонкостенных труб, которые еще более склонны, чем сталь ЭЙ 847, к образованию горячих трещин в прищовной зоне развития поли гонизации,.обусловленной более вью 54 кой чистотой по неметаллическим примесям и, следовательно, обладают повышенной скоростью восхождения дислокаций в стенку. Кроме того, эффективность от использования изобретения заключается в широком, практически неограниченном использовании однофазных нержавеющих жаропрочных аустенитных CTav лей, например, 09Х16Н15МЗБ (ЭЙ 847), ОЗХ16Н15МЗБ (ЭЙ 844Б), а также высоконикелевых сталей и сплавов с повышенной склонностью к образованию горя.чих трещин для всевозможных сварных конструкций тонкостенных трубчатых изделий, например, тепловых труб, совместимых как с водой, так и с жидким натрием, изготавливаемых на предприятиях энергетического мавшностроения, мясомолочной промышленности, автомобилестроения и станкостроения, где и ожидается значительный экономический эффект, обусловленный устранением указанного брака.

СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ, заключающийся в соединении трубчатого изделия с концевой деталью дуговой сваркой неплавящимся электродом, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения качества герметизации особотонкостенных трубчатых изделий из однофазных аустенитных хромоникелевых сталей путем предотвращения и образования горячих трещин в шве и пришовной зоне, на трубу надевают разрезной медный вкладьш-кристаплиза.тор, совмещают его торец с торцом трубы и концевой детали, обжима;ст вкладыш-кристаллизатор в радиальном направлении, а сварку производят с торца трубы. (Л