Способ герметичной сварки труб с трубными решетками Советский патент 1986 года по МПК B23K31/06 

3. Способ по пп.1 и 2, о т л и- чающийся тем, что, с целью обеспечения дополнительной защиты сварного шва от окисления, после

I

Изобретение относится к способам дуговой сварки, например аргонодуго- ;вой неплавящимся электродом, труб с трубными решетками, например теплообменников (особенно парогенераторов), выполненных как из аустенитных хро- моникел.евых сталей, так и из феррйт- ных сталей и сплавов, и может быть использовано в энергетической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем предотвращения образования свищей и пор.

На чертеже представлена схема осу ществления способа.

Способ осуществляют следующим образом.

В трубной решетке 1 выполняют отверстие с частичной разделкой 2 на конус. Расширяют концевую часть тру- бы 3 до конуса, согласованного с от- ветньм конусом, предварительно выполненным в приповерхностной части отверстия трубной решетки. Угол при вершине конуса близок к самотормозящему для данного сочетания материалов трубы и трубной решетки.

Затем опрессовывают соединение трубы 3 с трубной решеткой 1 в ее конусной части до полного устранения межконусного зазора, т.е. зазора между наружной конусной поверхностью трубы и соответствзпсщей конусной поверхностью трубной решетки. Опрессо- вывание достигается путем перемещени внутри Трубы 3 сплошной конусной медной оправки 4 с двумя массивными цилиндрическими хвостовиками, один из которых перемещается внутри трубы, а второй несколько большего размера выступает над поверхностью трубной решетки со стороны расположения электрода 5. При сварке цилиндрические хвостовики нагреваются за счет тепла сварочной дуги и одновременно адсорсйарки подают защитный газ в зону сварочного шва через зазор между хвостовиком оправки и металлическим зонтиком, который размещают на хвостовике

бируют примеси кислорода в защитном газе, улучшая защиту зоны сварки.

После опрессовки осуществляют сварку, например аргонодуговую неплавящимся вольфрамовым электродом, соединения кромки трубы 3 с трубной решеткой 1 непрерывным кольцевым швом 6 с заданной глубиной проплавления, пре- вьш1ающей толщину стенки трубы, и заданным перекрытием.

Для получения повьшенного усиления шва за счет увеличения доли участия металла трубы в шве осуществляется отбортовка 7 кромки конуса трубы 3, например, параллельно торцовой поверхности трубной решетки.

С целью обеспечения дополнительной кольцевой защиты на наружный хвостовик оправки надевается зонтик 8, через зазор между которым и наружной поверхностью хвостовика оправки подается в зону кольцевого шва 6 защитный газ, очшца:емый от примеси кис- 1лорода за счет его химоадсорбции на нагретой поверхности хвостовика оправки.

При сварке плотноупакованного пучка труб в трубной решетке, т.е. при малом шаге труб в трубной решетке, в соседние со свариваемой трубой отвер- стия .вставляют ложные оправки 9, например медные, имеющие только один цилиндрический хвостовик, находящийся в трубе. Это позволяет защитить от перегрева металл соседних соединений .

При м е р. Проводилась пробная сварка труб из Cr-Ni стали типа 20- 45 с трубной решёткой из стали типа 18-8, при толщине трубной доски 25мм и размерах трубы (6x0,2 мм, собранных с зазором в цилиндрической части около 30 мкм, производилась коническая развальцовка кромки трубы вращающимся инструментом с углом конуса 14 на длине 5 мм. Длина этого конуса со312

ответствовала конической расточке в трубной решетке. Затем труба вставлялась в трубную решетку вместе с медной оправкой и производилась олрес- собка до полного устранения зазоров между коническими поверхностями трубы и трубной решеткой путем перемещения оправки. После опрессовки производилась аргонодуговая сварка трубы с трубной решеткой на режиме: 1 45 А, и 12 В, 3 об/мин. При. сварке оправка нагревалась за счет .тепла дуги и адсорбировала кислород в зоне сварки. Это подтверждается образованием цветов побежалости на по- верхности оправки. Последующим послойным металлографическим анализом шва установлено отсутствие каких-либо дефекторв в шве, включая зону замыкания шва, где при сварке тех же металлов по известному способу наблюдались свищи с размером до 200 мкм и мелкие поры. Тот же эффект устранения свищей и пор наблюдался при аргоно- дуговой сварке соединения труб из Cr-Ni стали типа 16-15 при разме рах труб 5хО,Зммс трубной решеткой из стали типа 18-8 и перлитной стали IX2M с толщиной стенки трубы 1 мм и трубной решеткой из той же стали толщиной 50 мм.

Редактор М.Недолуженко Заказ 2936/16

Составитель Л.Назарова

Техред И.Гайдош Корректор И.Муска

Тираж 1001 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

. Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

314

В другой части образцов для полу- кия швов с повышенным (0,2 мм) усилением при сварке особо тонкостенных труб размером (|)16 х 0,2 мм из Cr-Ni стали типа 20-25 с трубной решеткой из той же стали в плотноупакованном модульном исполнении применялась от- бортовка кромки трубы на величину около 0,3 мм. При сварке плотноупако ванной решетки в соседние соединения вставлялись ложные оправки, также выполненные из меди.

Наиболее эффективная зашита шва обеспечивалась при использовании в части образцов дополнительного газового потока, подаваемого в щель между оправкой и надетым на него зонтом

При этом происходила адсорбция нагретой поверхностью медной оправки примесей кислорода из защитного газа, в качестве которого использовался аргон. Адсорбция примесей кислорода проявлялась образованием цветов побе жалости на цилиндрической поверхности указанной оправки. Сварные швы, выполненные по предлагаемому способу имели серебристый вид, а последующий металлографический анализ установил

отсутствие в них каких-либо дефектов .