Способ сварки патрубка с оболочковой конструкцией Советский патент 1985 года по МПК B23K33/00 B23K31/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и сварке и,. касается способа сварки патрубка с оболочковой конструкцией, который может быть использован в энергетическом, химическом и других видах машиностроения.

1зобретение может быть использовано, например при приварке патрубков штуцеров, люков к цилиндрическим коническим, эллиптическим, сферическим, плоским элементам корпусов (сосудов )теплоэнергетического оборудования преимущественно способом многопроходной сварки под слоем флюса или в защитной среде. Известен способ сварки разделкой кромок под Сварку патрубка с корпусом, когда ось патрубка пересекает ось циливдрического корпуса под прямым углом, а разделка кромок образована двумя поверхностями, одной конической, вьшолненной в корпусе, а другой цилиндрической, выполненной в патрубке О 3.

Недостатком технического решения является низкое качество сварного соединения, за счет непостоянства геоь4ётрических характеристик по длине стыка, что приводит к невозможности осуществления непрерывного процесса приварки патрубка на неизменном реяшме, поскольку для заварки участков стьжа с наибольшей глубиной разделки кромок приходится выполнять дополнительные прерьшистые швы(проходы), что приводит к возникновению дефектов в местах начала швов(проходов)..

Наиболее близким по технической сущности к данному технологическому решению является способ сварки патрубка с оболочковой конструкцией, при котором вьшолняют разделку кро мок под сварку патрубка и оболочкой, устанавливают патрубок в отверстии оболочки и осуществляют сварку С2 3. Недостатком известного технического решения является низкое качество соединения, так как имеют место колебания - глубины разделки по длине шва, что не обеспечивает возможности выполнения процесса автоматической сварки на неизменном режиме, а изменение режимов сварки вызывает возникновение дефектов сварного шва, а при приварке больших патрубков, когда соотношения размеров патрубка и корпуса таковы, что кривая сопряжения конусов разделов выходит .за пределы стенки корпуса и в особенности, косых патрубков, когда ось патрубка расположена под углом отличным от 5 прямого к корпусу, сварной шов на всей протяженности формируется из прерывистых швов(проходов)и соединег ние имеет низкое качество.

Целью изобретения является повьш1е0 ние качества сварного соединения, за счет обеспечения постоянной глубины разделки по длине стыка. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сварки

5 патрубка с оболочковой конструкцией, при котором выполняют разделку кромок под сварку патрубка и оболочки, устанавливают патрубок в отверстии оболочки и осуществляют сварку, разделку кромок патрубка и оболочки выполняют под .ПОСТОЯННЫМ углом к оси патрубка в каждом сечении по периметру шва, при этом кромку разделки оболочки располагают на j,

5 линии пересечения наружной поверхности оболочки и патрубка, а сварку осуществляют путем одновременного вращения и перемещения сварочной головки относительно оси патрубка.

Q Разность углов наклона образующих поверхностей под сварку к оси патрубка определяют из условия обеспечения хорошей отделяемости щлака и прохояэдения мундштука сварочной головки.

5 ; Вьшолнение у корпуса поверхности разделки таким образом, что его образующая проходит через точку пересечения наружной поверхности корпуса с образующей наружной поверхности ,

патрубка в его осевом сечений приводит к тому, что разделка в сечении, проходящем через ось патрубка имеет постоянные параметры.

На чертеже представлены разделка

5 IB разрезе ,выполненная для приварки патрубкак корпусу цилиндрической формы, когда их оси не пересекаются, т.е. скрещиваются.

0 к корпусу 1, имеющему поверхность под сварку с образующей АВ, присоединяется патрубок 2, имеющий поверхность под сварку с /образующей - CD. Таким образом, поверхности с образующими АВ и CD образуют разделку кромок под сварку.

Разделку выполняют следующим образом.

Выполняют расточку отверстия в корпусе 1 таким образом, чтобы ось отверстия совпадала с осью привариваемого патрубка, а диаметр растачиваемого отверстия был ранен внутреннему диаметру патрубка.

На наружную поверхность корпуса 1 наносят, линию пересечения наружных поверхностей патрубка с корпусом и обрабатывают стенку корпуса по поверхности, образующая которой расположена иод углом .0 к оси отверстия и проходит через точки, лежащие на линии сопряжения наружных поверхностей.

Обработку выполняют, например, фрезерной головкой, установленной на расточном станке. Угол d обеспечивают наклоном фрезы относительно планшайбы(патрубка), а положение фрезы относительно линии сопряжения расстоянием между планшайбой и осью корпуса. Затем при помощи шаблона наносят на патрубок линию пересечения внутренней поверхности патрубка с выполненной на корпусе поверхностью под сварку и обрабатывают поверхность под сварку на патрубке 2 таким образом, чтобы образующая поверхности под сварку проходила под постоянным углом к оси патрубка и пересекала точки, расположенные на линии пересечения внутренней поверхности патрубка с поверхностью под сварку в корпусе, которую перенесли по шаблону на патрубок. Обработку кромки патрубка также осуществляют на расточном станке с помощью фрезерной -головки, установленной на планшайбе.

Угол (Ь обеспечивают наклоном фрезы относительно оси вращения планшайбы, а положение фрезы относи82824

.тельно линий сопряжения внутренней поверхности патрубка с поверхностью под сварку в корпусе - изменением расстояния между планшайбой и тор-. цом патрубка.

Выполняют сборку корпуса с патрубком посредством подкладного кольца. Выполненная таким образом разделка позволяет осуществлять |автоматическую сварку, при которой ось вращения сварочной головки совпадает с осью патрубка.

Пример. Разделка кромок под сварку выполнена для приварки патрубка Ду 1200 к корпусу при изготовлении натурной модели элемента парогенератора ЦГВ-10СО установки с БВЭР-1000. Патрубок, имеющий внутренний диаметр 1190 мм и толщину, стенки 125 мм приваривается к цилиндрической обечайке - внутренний диаметр 4000 мм и толщина стенки 145 мм. Оси обечайки и патрубка являются скрещивающимися прямыми. В корпусе кромка под сварку обработана под углом 84°к оси патрубка. Напатрубке кромка обработана под углом 55°к оси патрубка.

Сборка под сварку осуществлена на подкладном кольце с зазором 20 мм в корневой части разделки.

Автоматическая сварка под слоем флюса ведется проволокой диаметром 4 мм при сварочном токе 450-500 А, напряжением 129-3 1 j В и скоростью сварки 35-45 м/ч. Получен сварной шов хорошего качества.

В сравнении с базовым объектом, за который принято устройство Q, использование предлагаемой разделки кромок под Сварку дает экономический зффект в 100 тыс.руб, в год.

СПОСОБ СВАРКИ ПАТРУБКА С ОБОЛОЧКОВОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ, при котором выполняют разделку кромок под сварку патрубка и оболочки, устанавливают патрубок в отверстие оболочки и осуществляют сварку, отличающийся тем, что, с целью улучшег; ния качества сварного соединения, разделку кромок патрубка и оболочки вьшолняют под постоянным углом к оси патрубка в каждом сечении по периметру шва, при этом кромку разделки оболочки располагают на . линии пересечения наружной поверхности оболочки и патрубка, а сварку осуществляют путем одновременного вращения и перемещения сварочной головки относительно оси патрубка.