Способ сварки поворотных спиральных и кольцевых стыков цилиндрических изделий Советский патент 1984 года по МПК B23K31/06 

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам сварки поворотных стыков цилиндрических изделий, и может найти применение при изготовлении трубопроводов различного назначения.

Известен способ сварки кольцевых швов- изделие, установленное на двух рядах роликов, вращается вокруг своей оси, а сварка осуществляется неподвижно укрепленным над ним аппаратом, сварочная горелка которого несколько смещена от зенита (самой высокой точки) обечайки против направления ее вращения. Смещение горелки с электродом от зенита применяется с целью удержания ваннь жидкого металла на криволинейной поверхности обечайки 1.

Если труба имеет в поперечном сечении форму круга, то вылет электрода и его расстояние от точки зенита не изменяются в процессе вращения, что определяет стабильное положение сварочной ванны и электрических параметров процесса сварки.

Свариваемые трубы всегда имеют некоторую овальность. При вращении овальной поверхности точка ее зенита колеблется в вертикально.м и горизонтальном направлениях относительно какого-то среднего положения. В результате этого при сварке изменяются вылет электрода и его расстояние от точки зенита, т. е. нарушается стабильность электрических параметров процесса сварки и положения ванны жидкого металНаиболее близким к предлагаемому изобретению является способ сварки поворотных спиральных и кольцевых стыков цилиндрических изделий, при котором сварочную горелку устанавливают на роликовую тележку, обкатывающуюся по поверхности трубы. Для этого тележку закрепляют на трубе, например, с помощью щтанги, упирающейся в землю, выставляют требуемое расстояние между электродом и точкой зенита изделия и ведут сварку при вращении изделия 2.

При такой схеме электрод не занимает стационарного положения, в процессе сварки овальных обечаек его конец перемещается в вертикальном и горизонтальном направлениях.

В этом случае несколько уменьщится изменение вылета электрода, однако амплитуда колебаний точки зенита относительно конца электрода практически не изменится.

Целью изобретения является повышение качества сварки цилиндрических изделий с овальным сечением путем обеспечения постоянного расстояния между сварочной горелкой и точкой зенита изделия.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу сварки поворотных спиральных и кольцевых стыков цилиндрических изделий, при котором тележку со сварочной горелкой устанавливают на поверхность изделия, выставляют требуемое по технологии расстояние между сварочной горелкой и

точкой зенита изделия и выполняют сварку при вращении изделия в процессе сварки, оси вращения роликов тележки поддерживают в горизонтальной плоскости.

На чертеже показана схема, поясняющая предлагаемый способ.

Схема включает свариваемую трубу 1, ролики 2 вращателя, точку 3 зенита трубы, тележку 4, плоскость 5, в которой лежат оси роликов тележки 4, точку 6, лежащую посередине межцентрового расстояния роликов тележки 4, сварочную горелку 7, сварочную ванну 8 и электрод 9. Буквами А и Б обозначень смещение точки 3 зенита от среднего положения и требуемое по технологии смещение электрода 9 от точки 3 зенита трубы 1 соответственно.

При вращении овальной трубы 1 на роликах 2 вращателя точка ее зенита отклоняется в обе стороны от нейтрального положения, совпадающего с осью Z. Перемещение точки зенита 3, например вправо от оси Z на расстояние А, стремится поднять правый ролик сварочной тележки 4 и опустить левый, что приводит к наклону плоскости 5, в которой лежат оси роликов тележки 4. При сохранении горизонтального положения плоскости 5 тележка 4 переместится по трубе 1 вправо вслед за точкой 3 зенита. В случае сохранения горизонтального положения плоскости 5 в процессе вращения овальной трубы 1 сварочная тележка 4 перемещается по поверхности трубы 1 в обе стороны от оси Z. При этом точка 6, лежащая посередине межцентрового расстояния роликов тележки 4, с достаточной для практики точностью следует за точкой 3 зенита трубы 1.

Таким образом, при поддержании плоскости 5 в горизонтальном положении в процессе вращения овальной трубы 1 обеспечивается , автоматическое слежение точки 6 сварочной тележки 4 за точкой 3 зенита трубы 1 и, следовательно, расстояние Б между сварочной горелкой 7 и, точкой 3 зенита не изменяется. Это стабилизирует положение сварочной ванны 8 на криволинейной поверхности трубы 1 и величину вылета электрода 9, что позволит повысить качество сварного щва.

Пример. Сваривание поворотного стыка двух обечаек с помощью сварочного трактора ТС-17, ходовые ролики которого отключены от привода.

Трактор устанавливается на наружной поверхности обеч.айки и крепится к неподвижной опоре посредством пантографа, одной стороной которого является рама трактора. Эта сторона, параллельная плоскости, в которой лежат оси ходовых роликов трактора, устанавливается горизонтально и сохраняет горизонтальность при продольном и вертикальном перемещении трактора.

Схема опробована при сварке кольцевых щвов обечаек диаметром 1420 мм на

опытном участке сварки многослойных труб. В случае сварки обечаек с разностью диаметров овала 15 мм колебания точки зенита относительно электрода горизонтированного аппарата составляют 1 мм, а не горизонтированного - 14,5 мм.

Стабилизация положения сварочной ванну позволяет заметно улучшить формирование шва и практически исключить такие дефекты как подрезы, высокий валик, непровары.

При сварке кольцевых швов труб 0 1020 мм по известному способу дефекты этого типа составляют примерно 50% недопустимых дефектов, требующих вырезки

кольцевого шва и повторной сварки коротких труб.

Предлагаемый способ позволит в значительной степени уменьшить амплитуду взаимных смещений точки зенита, вращающейся в процессе сварки овальной поверхности, и электрода. В случае сварки наружных кольцевых и спиральных швов труб большого диаметра способ слежения электрода за точкой зенита обеспечит стабильное положение сварочной ванны на криволинейной поверхности и стабильность вылета электрода, что позволит существенно повысить качество сварных соединений, уменьшить количество ремонта и увеличить выход годного.

СПОСОБ СВАРКИ ПОВОРОТНЫХ СПИРАЛЬНЫХ И КОЛБЦЕВЫХ СТЫКОВ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, при котором роликовую .тележку со сварочной горелкой устанавливают на поверхность изделия, выставляют требуемое по технологии расстояние между сварочной горелкой и точкой зенита изделия и выполняют сварку при вращении изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки цилиндрических изделий с овальным сечением путем обеспечения постоянного расстояния между сварочной горелкой и точкой зенита изделия, в процессе сварки оси вращения роликов тележки поддерживают в горизонтальной плоскости. (Л со 00 to 05