Способ стыковой сварки давлением Советский патент 1986 года по МПК B23K11/04 B23K11/02 

Изобретение относится к свбпрже и может быть применено для сварки толстостенных труб, полых валов и других изделий.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей сварки труб (возможность сварки толстостенных труб различной длины) и повышение качества сварных соединений.

Согласно пpeдлaгaeмo ry способу нагрев свариваемых торцов осуществляют в два этапа. На первом этапе нагрев осуществляют дугой, вращающейся в магнитном поле, до получения на торцах расплавленного слоя м;еталла, а затем на втором этапе производят нагрев оплавлением. После окончания оплавления включают осадку. Если торцы труб не параллельны и имеют неровности, то перед нагревом торцов труб вращающейся дугой производят их оплавление.

Как известно,, процесс нагрева труб вращающейся дугой характеризуется высоким эффективным и термическим КПД процесса, достигающим 80%. Нагрев торцов труб вращающейся дугой на первой стадии процесса дает возможность быстрого достижения темпера-, туры плавления свариваемых торцов труб. Однако при этом характерен неравномерный нагрев торцов труб по толщине стенки. Кроме того, получение жидкой пленки, равномерно покрывающей торцы труб, затруднительно, на второй стадии процесса производит ся кратковременное оплавление торцов труб, которое приводит к выравниванию температуры торцов (по сечению труб) к получению торца, равномерно покрытого жидкой пленкой металла .

Далее осуществляется осадка свариваемьтх торцов, причем значения параметров осадки (скорость и усилие осадки) могут быть снижены и приняты значения, характерные для процесса оплавления. При этом в предлагаемом способе отсутствуют сложные магнитные системы. Применение предлагаемого способа позволяет снизить металлоемкость установок, так как снижаются удельные давления и скорость осадки. Снижение значений этих параметров приводит к возможности использования оборудования для контактной сварки.

683432

Для оценки эффективности предлагаемого способа выполняют серию сварок труб из стали марки Ст.З.

Лабораторная установка для реали5 зации способа содержит механизм зажима свариваемых труб, механизм осадки труб с. устройством для перемещения подвижной части машины в диапазоне скоростей 0,1-150 мм/с, элек10 тромагнитную систему, охватьгоающую свариваемые трубы, электрическую схему управления, источники питания ВДУ-1201 и ВДУ-504, трансформатор для осуществления процесса оплавле 5 НИН мощностью 60 кВА, силовые тиристорные контакторы для коммутации силовых сварочных цепей,

Способ стыковой сварки давлением осуществляется следующим образом.

20 Свариваемтзте трубы, между которьми устанавливается зазор 2,5 мм, зажимаются механизмами зажима труб установки.

В зазоре плавкой перемычкой воз25 Нуждается дуга. Взаимодействие тока дуги с магнитным полем внешней маг- нитной систетиы приводит дугу во вращение. Производится нагрев торцов труб вращающейся дугой в течение

30 30 с при А, . В момент образования жидкого металла на торцах труб производится отключение источников питания вращающейся дуги ВДУ1201 и электромагнитов, осуществляет35 ся быстрое сближение труб до их соприкосновения и включается трансформатор для проведения стадии оплавления , В течение 5 с осуществляется оплавление нагретых торцов труб с на4Q чальной скоростью 0.,4 мм/с и конечной ,5 мм/с„

Величина непрерывного оплавления при этом составляет 5 мм (на обе стороны) . Затем производится сближение

45 труб со скоростью 20 мм/с и осадка труб с усилием 170 кК.

При этом величина осадки составляет 9 мм, а общее время сварки 35 с.

50 Испытания партии сварных соедине-v НИИ, вьшолненных указан1у)1М способом, на растяжение, загиб планок и вязкость показали равнопрочность их основному металлу. Исследование

55 изломов сварных соединений показало отсутствие недопустимых дефектов (окислов, непроваров, матовых пятен и др.). 3 Для соединения труб с толпданой стенки 12,7 мм и диаметром 80 мм не обходимы следующие параметры сварки ток вращающейся дуги 500А при напря жении 32В, время сварки 21 с, скорость осадки 150 мм/с, удельное дав ление осадки 7 кгс/мм. Проведенные эксперименты со сниж нием скорости осадки до 80 мм/с и удельного давления до 4 кгс/мм при сохранении остальных параметров свар ки показали, что прочность сварных соединений ниже прочности основного металла. В изломах соединений наблюдаются окислы и другие дефекты, занимающие до 25% площади сечения. Для сравнения эффективности приме нения предлагаемого способа со стыковой сваркой непрерывным оплавлением проводят серию сварок труб аналогучного сечения. Режим и параметры сварки труб непрерывным оплавлением следующие: величина укорочения труб (общая) 26мм величина оплавления 18 мм, величина осадки 8 мм, время сварки 100 с. Испытания серии сварных соединений на растяжение, загиб и ударную вязкость показали стабильность ка.чества соединений. Анализируя результаты испытаний, (расход металла труб на сварку и элек троэнергии, время сварки по указан434ным способам, можно сделать, вывод, что предлагаемый способ является более экономичным и производительным способом сварки толстостенных труб. Формула изобретения 1. Способ стыковой сварки давлением преимущественно толстостенных груб из электропроводных материалов, включающий нагрев торцов труб дугой, вращающейся в магнитном поле, и их осадку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений и расширения технологических возможностей сварки труб, свариваемые торцы труб нагревают дугой, вращающейся в магнитном поле, до образования на них жидкой пленки металла, а затем перед осадкой торцы сближают до соприкосновения и окончательно нагревают теплом, выделяющимся в электрических контактах при сближении торцов. 2. Способ по п,I, отличающийся тем, что, с целью стабилизации зазора между торцами свариваемых труб, предварительно перед нагревом торцов труб вращающейся дугой производят оплавление торцов труб теплом, выделяющимся в электрических контактах при сближении торцов.

Изобретение относится к области сварки и может быть применено для сварки толстостенных труб, полых валов и других изделий. Способ позволяет расширить технологические возможности сварки труб и повысить качество сварных соединений. Способ включает нагрев торцов труб и осадку, причем нагрев осуществляют в два этапа. На первом этапе нагрев производят дугой, вращающейся в магнитном поле,-до получения на торцах расплавленного слоя металла, а на втором нагрев теплом, выделяющимся в электрических контактах при сближении торцов. Если торцы труб не параллельны и имеют неровности, то перед нагревом вращающейся дугой производят I оплавление торцов теплом, выделяющимся в электрических контактах при (Л сближении торцов. 1 з.п.ф-лы.