Способ дуговой сварки однопроходных швов тавровых и нахлесточных соединений Советский патент 1989 года по МПК B23K9/225 

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к технологии дуговой сварки, и может быть использовано для получения качественных швов тавровых и на- хлесточных сварных соединений.

Целью изобретения является сохранение прочности сварных конструкций при увеличении зазора между свариваемыми элементами в месте соединения.

На чертеже представлена схема сварного соединения.

Способ осуществляют следующим образом.

Не изменяя заданных режимов сварки, производят сварку таврового соединения, устанавливая электрод под углом к вертикальному свариваемому элементу со стороны зазора, определяемым из соотношения

Решение этого квадратного уравнения

.. (V+4)-4d2

откуда tz arcsin(x).

Смещение а оси электрода определяют из тригонометрического выражения «ша

2Омакс

е

-т2Н,. . d

Так как ширина шва (1+г 1,

tgcC 2cosa/

то после подстановки этого выражения в уравнение sina.-- и преобразований получают соотношения максимально допустимого смещения

Изобретение относится к сварочному производству, а именно к технологии дуговой сварки, и может быть использовано для получения качественных швов тавровых и нахлесточных сварных соединений. Цель изобретения - сохранение прочности сварных конструкций при увеличении зазора между свариваемыми элементами в месте соединения. Производят сварку таврового соединения, устанавливая электрод под углом к вертикальному свариваемому элементу. Угол определяют из соотношения α=ARCSIN [ψD+√4(ψ²+4)-4D²/(ψ+4)], где ψ=E/H - коэффициент формы шва

D=B/H - приведенная величина зазора, мм

E - ширина шва, мм

H - высота шва, мм

B - величина зазора в соединении, мм. Точку пересечения оси электрода с вертикальным свариваемым элементом смещают на величину A от поверхности горизонтального свариваемого элемента. Приведенную величину смещения δ=A/H устанавливают в пределах δ=D=δ_MAKC, а величину δ_MAKC определяют из соотношения δ_MAKS=D/2+COSΑ. Применение способа однопроходных швов тавровых соединений с увеличенным зазором позволяет увеличить критическое рабочее сечение и прочность шва. 1 ил. 1 табл.

. ri| cf-T-v 4()-4rf2i a arcsm T U+7 J,

а

где х|) -коэффициент формы шва;

- приведенная величина зазора; Н

е - ширина шва, мм; Я - высота шва, мм; b - величина зазора в соединении, мм.

а точку пересечения оси электрода с вертикальным свариваемым элементом смещают на величину а от поверхности горизонтального свариваемого элемента, при этом приведенную величину смещения устанав/7

ливают в пределах Д...Дмакс, а величину Дчакс определяют из соотношения

л d ,

Дмакс -- -COSCt,.

Соотношения получены из геометрии швов тавровых и нахлесточных соединений с зазором и экспериментальных исследований.

Из приведенной схемы сварного соединения следует, что

/ 2(Я+П 2(H+b/2cosa) tgage

fCn-W + b/H2cosa)2(. , d «а - 9™с«/

е/Н

2cosa

Это соотношение приводят к соотношению т|з5ша-2cosa d. Заменой sm2a приводят к выражению tysina-2cosa d. Приняв и произведя преобразования, получают квадратное уравнение относительно х

-А2

.

5

0

0

,-

5

0

5

0

И Id-

а«акс - М 1 4--Isii

tga, 2cosa

sma

и величины приведенного смещения оси электрода

.амакс sinaf, , d d ,

Дмакс -тг- -I 1 +- 1 -4-COSO,.

Н tga 2cosa 2

Установлено, что приведенное значение смещения электрода должно находился в пределах ...Дмакс.

Приведенные экспериментально-аналитические исследования сварки однопроходных швов с углом наклона а и смещением а электрода, определяемых из приведенных условий и соотношений, показали, что применение предлагаемого способа позволяет получить оптимальные размеры рабочего сечение hp, определяющего прочность сварных тавровых и нахлесточных соединений в случае изменения и увеличения зазора в месте соединения, при этом .

Производилась ручная дуговая сварка электродами марки УОНИ-13/55, полуавтоматическая сварка в углекислом газе сварочной проволокой марки Св-08Г2С и автоматическая сварка под флюсом АН-348 AM сварочной проволокой марки Св-08А образцов тавровых соединений из стали ВстЗ. После сварки из образцов сварных соединений изготовлялись макрошлифы, на которых определялись размеры швов (е, Н) и критического сечения шва (hp).

Режимы сварки, размеры швов и результаты исследований приведены в таблице.

Исследованиями установлено, что при увеличении угла наклона электрода свыше 68° ухудшаются условия использования тепла дуги на нагрев и плавление свариваемых элементов (перегревается вертикальный элемент, со стороны которого имеется зазор, и недостаточно нагревается горизонтальный элемент) и происходят замыкания сварочной головки или горелки на изделие.

Применение способа сварки однопроходных швов тавровых и нахлесточных соединений с зазором позволяет увеличить критическое сечение и, соответственно, прочность шва в 1,2-1,4 раза.

Формула изобретения

Способ дуговой сварки однопроходных швов тавровых и нахлесточных соединений, при котором электрод устанавливают под углом к свариваемому элементу, отличающийся тем, что, с целью сохранения прочности сварных конструкций при увеличении зазора между свариваемыми элементами в месте соединения, угол между электродом и вертикальным свариваемым элементом выбирают из соотношения

„-.)-4

L

Ручная дуговая сварка

Полуавтрма- тическая сварка э углекислJM газе

Автоматическая сварка под флюсом

Ъ140245,3

632-3

1,43

735034251,62 652-489,61,28

;

75603532,442 652-510,5121,1410,5

При меч а ние. Угол наклона электрона oL n смещение и Д а/К.

гдегр - 1-Ь

коэффициент формы шва;

rf §приведенная величина зазора;

е - ширина шва, мм;

Я - высота шва, мм; b - величина зазора в соединении, мм,

а точку пересечения оси электрода с вер- тикальным свариваемым элементом смещают на величину а от поверхности горизонтального свариваемого элемента, при этом приведенную величину смещения устанавливают в пределах ...Дмакс, а Амакс

определяют из соотношения Дмакс - -cosa..

632-3

1,43

определены через безразмерные величины d b/H