Способ дуговой многослойной сварки Советский патент 1989 года по МПК B23K9/16 B23K33/00 

jbsse

Изобретение относится к автоматической дуговой сварке, в частности к способам многослойной сварки стыков со щелевой разделкой с регулированием режимов сварки в зависимости от изменения параметров сечения разделки, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в нефтегазовом и химическом машиностроении. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за счет более равномерного заполнения разделки по ее длине. После выполнения сборочного 3 рабочего 4 и корневого 5 швов сечения разделки может стать переменным по сечению вследствие неровностей ее дна 8. При выполнении шва 5 замеряют площадь разделки и определяют ее максимальное сечение F_макс. При выполнении каждого последующего прохода замеряют фактическое сечение разделки в месте сварки F и определяют ΔF¹=F_макс - F. Сечение наплавки в каждом проходе регулируют по закону F = F_макс - 98ДF¹, но не менее F_мин, а F_макс и F_мин определяют предварительно, исходя из условий сварки. 3 ил. 1 табл.

i

J

% Ж:%%/

lk.5

:%%/

СП

00 о оо

00

Ь

Фиг. 7

Изобретение относится к автоматической дуговой сварке, в частности к способам многослойной сварки стыков со щелевой разделкой с регулированием режимов сварки в зависимости от изменения параметров сечения разделки, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в нефтегазовом и химическом мащиностроении.

Целью изобретения является повышение качества сварных соединений за счет более равномерного заполнения разделки по ее длине.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа; на фиг. 2 - стык в начале заполнения разделки, поперечное сечение; на фиг. 3 - то же, после окончания.

Способ осуществляют следующим образом.

После сборки деталей 1 и 2 со щелевой разделкой выполняют сборочный шов 3 и рабочий щов 4 с противоположной стороны разделки, далее выполняют корневой 5, промежуточные 6 и облицовочный 7 щвы.

На фиг. 1 схематически показано продольное сечение соединения после сварки промежуточных щвов. причем швы 3-5 отдельно не выделены. Для боль-шей наглядности процесса выравнивания площадей сечений незаполненной части разделки на схеме представлен случай, когда щирина разделки постоянна, а колебания по площади незаполненной части разделки после выполнения швов 3 и 5 (с нерегулируемым сечением наплавки) определяются только колебаниями глубины разделки от дна 8 до поверхности 9 основного металла и пропорциональны ей.

Суть способа состоит в обеспечении ско- рейщего выравнивания площадей сечений незаполненной части разделки таким образом, что их максимальная разность (AfMaHi f«aKc-FMHH) за каждый проход уменьшается на величину (/ макс-/мин). Это позво:1яет равномерно распределить наплавляемый металл при сварке соединений даже с относительно малыми сечениями или с отног сительно большими колебаниями по площади сечения разделок Ломаке.

Пример 1. Кольцевое соединение многослойных обечаек со щелевой разделкой 11 мм собирают из деталей 1 и 2 и сваривают технологическим 3 и рабочим 4 швами (фиг. 2). Промежуточные швы 5 и 6 сваривают в СО электродной проволокой диаметром 4 мм без остановок (фиг. 3). Преврати- тельно определяют предельные режимы, исходя из условия сварки: 780 А, (Jg 33 В, м/ч. При этом максимальный и минимальный токи находят из условий предотвращения образования горячих трещин (коэффициент формы шва не менее 0,8) в первом случае и ограничения разбрызгивания металла шва - во втором. Эти режимы обеспечивают изменение подачи электродной проволоки от 80 до 135 м/ч, что

соответствует изменению площади поперечного сечения наплавки от 31 до 53 мм, определяемой по формуле

nd 4Ксв

мм

где/ -площадь сечения наплавки,

df-диаметр электрода, мм;

Кпэ- скорость подачи электродной проволоки, м/ч;

VCB- скорость сварки, м/ч.

В ходе выполнения корневого щва 5 на постоянном режиме, обеспечивающем заданное проплавление посредством датчика, уста новленного за дугой, определяют пределы изменения площади сечения разделки; мм, AfMaKc 80 мм

В момент начала сварки второго прохода включают систему измерения площади сечения разделки F в месте определения Af /- макс-F и регулирования сечения наплавки по уравнению

/ /„акс -Af.(1:

Одновременно продолжает работать система измерения площади разделки, установленная за дугой, подготавливая данные по и / «ин для выполнения третьего пр о- хода.

Площадь сечения наплавки / регулируется за счет изменения скорости подачи электродной проволоки.

Данные по изменению площади незаполненной части разделки и площади наплавки в трех сечениях подлине разделки, соответствующих максимальной, промежуточной и минимальной исходным площадям, приведены в таблице.

Количество проходов, обеспечивающих выравнивание площадей сечений разделки без учета корневого слоя, составляет

0

0

Afna

80

. 3,6«4.

/макс мнн 53-31

При ЭТОМ на первых трех проходах сечение наплавки регулируется по всему диапазону от 31 до 53 мм, на четвертом проходе, где Л/- макс 80-3X22 14 мм , регулирование ведется в диапазоне от 39 до 53 мм, а все последующие проходы (Af ) выполняются при / /мако 53 мм (фиг. 1, таблица)

Регулирование сечения наплавки можно выполнять также по уравнению

/ /MHH-fAf,

(2) где L F F-F««H.

Количество проходов, необходимое для выравнивания площадей сечений незаполненной части разделки при использовании уравнений (1) и (2), одинаково, поскольку при fMaKc- fMHw /MaKc-/мин регулировка сечения наплавки в обоих случаях осуществляется 5 по всему диапазону от /мин до /макс. Однако, когда после выполнения одного или нескольких проходов разность (/ макс-Г и«) становится меньще, чем (/«акс-/мин), регулирование по уравнению (1) позволяет использовать более производительные режимы и заполнить оставшуюся часть разделки при минимальном количестве проходов. Так, при Др 0 согласно уравнению (1) дальнейшая сварка выполняется при / /макс, в то время как при регулировании по уравнению (2) дальнейшая сварка выполняется при

г f мин.

Пример 2. То же, что и в примере 1, но регулирование выполняют по уравнению (2). В результате на четвертом проходе регулирование ведут в диапазоне от /мин до (/мин-(- + 14), т. е. от 31 до 45 мм а все последующие проходы () выполняют при

/ ММ.

Формула изобретения Способ дуговой многослойной сварки, преимущественно в щелевую разделку, при котором при выполнении каждого слоя с замеряют площадь разделки и в соответствии с этим регулируют сечение наплавки путем изменения режима сварки, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества сварных соединений за счет равномерного заполнения разделки по ее длине, при выполнении каждого слоя, начиная с второго, датчиком, расположенным позади сварочной дуги, определяют максимальную площадь FnaKc еще незаполненной части разделки на всей ее длине, а при выполнении каждого последующего слоя датчиком, расположенным перед дугой, дополнительно измеряют площадь F сечения разделки в месте сварки, определяют разность Л/ /- макс-F, а регулирование сечения / наплавки в каждом слое производят по закону / /макс-Af, но не

Использование данного способа устраняет необходимость дополнительных подва- рок ослабленных мест щвов. В результате

этого повышается качество промежуточных 20 менее /мин, где /макс и /«кн максимально и ми- швов, а также благодаря более стабильномунимально допустимые сечения наплавки заполнению ими разделки и облицовочногов данном слое, определяемые условиями шва. сварки.

Формула изобретения Способ дуговой многослойной сварки, преимущественно в щелевую разделку, при котором при выполнении каждого слоя с замеряют площадь разделки и в соответствии с этим регулируют сечение наплавки путем изменения режима сварки, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества сварных соединений за счет равномерного заполнения разделки по ее длине, при выполнении каждого слоя, начиная с второго, датчиком, расположенным позади сварочной дуги, определяют максимальную площадь FnaKc еще незаполненной части разделки на всей ее длине, а при выполнении каждого последующего слоя датчиком, расположенным перед дугой, дополнительно измеряют площадь F сечения разделки в месте сварки, определяют разность Л/ /- макс-F, а регулирование сечения / наплавки в каждом слое производят по закону / /макс-Af, но не

0

5

0 менее /мин, где /макс и /«кн максимально и ми- нимально допустимые сечения наплавки в данном слое, определяемые условиями сварки.

Фиг.5

Фиг. г