Способ сварки труб с трубной решеткой Советский патент 1992 года по МПК B23K31/02 

3

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам сварки труб с трубными решетками, и может быть использовано при изготовлении теплообменников в энергетическом, химическом и других отраслях машиностроения .

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет обеспечения сварки тонкостенных труб с трубными решетками, выполненными из разнородных сталей.

На чертеже представлена схема осуществления способа.

В отверстии трубной решетки 1 размещают трубу 2, а в кольцевой проточке, соосной с отверстием, - кольцо 3, изготовленное из присадочной проволоки.

Диаметр кольцевой проточки в трубной решетке выбирают из условия обеспечения натяга проволочного кольца, что позволяет надежно его закрепить в трубной решетке. Исходя из этого, диаметр проточки равен сумме наружного диаметра трубы и (1,8-1,9) диаметра присадочной проволоки, применяемой для изготовления присадочного кольца с разрезом.

Минимальное значение коэффициента при диаметре присадочной проволоки назначается из условий максимально допустимого натяга при использовании пластичных присадочных проволок, например, на основе никеля, а максимальное значение - из того же условия пои использовании проволок с малой пластичностью.

Глубина проточки составляет 1,0- 1,25 диаметра присадочной проволоки Это необходимо для получения нужной доли участия металла присадочной проволоки в сварочной ванне, обеспечивающей принципиальную возможность сварки разнородных сталей, а также получения бездефектного сварного соединения

Максимальная глубина проточки, равная 1,25d,y, выбирается из условия обеспечения полного расплавления кольца из присадочной проволоки, а минимальная - из условий обеспечения минимальной доли участия металла присадочной проволоки в металле сварочной ванны,

Диаметр присадочной проволоки зависит от толщины стенки привариваеГ/2 ь

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мой трубы и составляет ,,Ь6 этой толщины. Минимальное значение этого диаметра назначается исходя из требования обеспечения необходимой доли участия металла проволоки в металле сварочной ванны, а максимальное значение - исходя из условия обеспечения глубины проплавления не менее толщины стенки трубы.

В отверстие трубной решетки устанавливают трубу, присадочную проволоку формируют в кольцо с разрезом и помещают его в кольцевую проточку вокруг трубы, при этом проволока должна иметь зазор между своими концами 0,1-0,5 диаметра проволоки, из которой изготовлено кольцо. Превышение этого зазора недопустимо ввиду появления искажений в форме сварного шва в виде провалов, что снижает качество сварного соединения, а меньший зазор приведет к выпучиванию кольца из проточки при нагреве сварочной дугой одной его части за счет удлинения кольца,

Пример 1„ Осуществляли соединение труб диаметром 20 мм, толщиной стенки 1,0 мм из стали 08Х19Н10Т с трубной решеткой из стали 20 с помощью аргоно-дуговой сварки не- плавящймся вольфрамовым электродом с расплавлением присадочной проволоки из стали Св-07Х2Н13, из которой предварительно изготавливают кольцо. Диаметр присадочной проволоки выбирали, исходя из соображений разбавления стали 20 сталью 07Х25Н13 в количестве не менее hQ% (в соответствии с диаграммой Шеффлера) для обеспечения высокого качества сварного соединения. В данном случае выбираем диаметр сварочной проволоки 1,6 мм.

Затем определяем размеры кольцевой проточки. Диаметр её равен сумме 20 мм + (1,8т1,9)1,6 мм. Принимая значение коэффициента равным 1,8, получаем диаметр проточки, равный 20 +.1,8 : 1,6 22,88 мм.

Глубина проточки составляет (1,0г 1,25) диаметра присадочной проволоки, . (1,0т1,25)1,6 мм. Принимая коэффициент 1,0, получаем глубину проточки 1,6 мм.

Далее в трубной решетке выполняли кольцевую проточку по рассчитанным размерам, изготавливали кольцо из присадочной проволоки, укладывали

его в проточку, контролируя зазор между концами кольца, величина которого 0,5-1,6 мм, т.е: 0,8 мм и производили аргоно-дуговую сварку неплавящимся электродом трубы с трубной решеткой на следующих параметрах режима: варочный ток в импульсе 11О А, время импульса 0,36 с, сварочный ток в паузе 50 А, время паузы .0,16 с, скорость сварки 8 м/ч, расход аргона 12 л/мин. После окончания сварки получали сварное соединение труба - трубная решетка без наплывов внутри трубы,, не содержащее трещин и других дефектов .

Пример 2. Осуществляли соединение труб диаметром 16 мм, толщиной стенки 1,2 мм из стали с трубной решеткой из стали 22К с помощью аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом с расплавлением кольца из присадочной проволоки из стали марки Св-ОЗХ20Н 5ГбМбБ-ВИ (ЭП-953-ВИ).

Диаметр присадочной проволоки выбирали, исходя из необходимости разбавления стали 22К сталью ЭП-953 В в количестве менее 30% (в соответствии с диаграммой Шеффлера) для обеспечения высокого качества сварного соединения. В данном случае выбираем диаметр сварочной проволоки 1,,2 2,0 мм. Затем определяли диаметр кольцевой проточки, который равен 16 + 1,9-2,0 19,8 мм.

Кольцо из присадочной проволоки укладывали в проточку в трубной решетке, устанавливали трубу, контролировали зазор между концами кольца, величина которого 0,52,0 мм, т.е. 1,0 мм, и производили аргоно-дуговую сварку неплавящимся электродом трубы с трубной решеткой по следующим параметрам режима: сварочный ток в импульсе 130. А, время :импульса 0, с сварочный ток в паузе .70 А, время паузы 0,2 с, скорость сварки 6,5м/ч, расход аргона 1 л/мин.

В результате получили сварное соединение труба - трубная решетка хорошего качества, без дефектов внутри соединения и искажений геометрической формы шва.

Пример 3. Осуществляли соединение труб диаметром 25 мм, толщиной 2,5 мм из стали 08Х1.8Н10Т с трубной решеткой из стали 15Х2НМФА с по0

5

0

5

0

;

С

5

мощью аргоно-дутвой омрки неп.гы- вящимся электродом с par.nr.riпленном кольца из приссчдочноп проролоки из стали марки Св-10Х1бН25АМб.

Диаметр присадочной проволоки выбирали, исходя из необходимости разбавления стали 15Х2НМЛА сталью проволоки в количестве не менее 205; (в соответствии с диаграммой ШефОше- ра) для обеспечения высокого качества сварного соединения. В данном случае выбираем диаметр сварочной проволоки 1,332,5 3,3 мм. Затем определяли диаметр кольцевой проточки, который равен 25 + 1,9 2,5 29,75 мм.

Кольцо из присадочной проволоки укладывали в проточку в трубной решетке, устанавливали трубу, контролиро- Ъали зазор между концами кольца, величина которого 0,,5 мм, т.е. 1,25 мм, и производили аргоно-дуговую сварку неплавящимся электродом трубы с трубной решеткой по следующим параметрам режима: сварочный ток в импульсе 180 А, время импульса 0,5 с, сварочный ток в паузе 100 А, время паузы 0,3 с, скорость сварки 6,0 м/ч, расход аргона 16 л/мин.

В результате получили сварное соединение труба - трубная решетка хорошего качества, без дефектов внутри соединения и искажений геометрической формы шва.

Опробование указанного способа сварки показало, что сварное соединение труба - трубная.доска обладает необходимым уровнем механических характеристик, обеспечивает хорошую геометричность и не содержит дефектов - пор, трещин, непроваров в металле сварного шва и околошовной зоны, а также искажений формы сварного шва.

i

Формула изоб

р е т е н и я

Способ сварки труб с трубной решеткой, при котором в трубной решетке соосно с отверстием для трубы выполняют кольцевую проточку, размещают в отверстии трубу и осуществляют сварку трубы с трубной решет-, кой с заплавлением канавки, образованной концом трубы и кольцевой проточкой, отличающийся тем, что, с целью расширения технологиче-,

7 M ikkkS8

ских возможностей за счет обеспече-концами проволоки в кольце устанавния сварки тонкостенных труб с труб-ливают. (О,1-0,5)dnp, а диаметр и

ными решетками, выполненными из раз-глубину проточки определяют из cootнонеродных сталей, перед сваркой в ка- шений DnpoT DTp + (1,8-1,9)dnp и a

навку укладывают разрезное кольцо (1,0-1,25)dпр , где Dnp0t - диаиз проволоки заданного состава диа-метр проточки D тр - диаметр труметром dnp (1,33-1,66), где & -бы, q - глубина проточки, толщина стенки трубы, зазор между

Изобретение относится к области сварки, а именно к способам сварки труб с трубными решетками, и- южет быть использовано при изготов-i ,ении теплообменников в энергетическом, химическом и других отраслях машиностроения. Цель изобретения -- расширение технологических возможностей за счет обеспечения сварки тонкостенных труб с трубными решетками , выполненными из разнородных сталей о В трубной решетке 1 соосно с отверстием под трубу 2 выполняют проточку, в которую укладывают разрезное кольцо из присадочной проволоки, Диаметр проволоки dnp выбирают равным 1,33-1,66 толщины стенки трубы, зазор в разрезном кольце устанавливают (0,1„. „О,5)dnp, диаметр проточки выполняют на (1,8...1,9)dnp больше, чем диаметр трубы, а глубину проточки - в пределах (1,0... 1,25)dnp, 1 ил. . (Л