Способ контактной стыковой сварки оплавлением Советский патент 1993 года по МПК B23K11/04 

Стык

близкой к температуре кипения жидкости. В процессе оплавления выкипание жидкости из ограниченного объема в зоне стыка происходит очень быстро, жидкость превращается в пар, который повышает давление в

камере и уходит через неплотности в окружающую среду. После сварки стык охлаждают со скоростью, регулируемой дозированной подачей охлаждающей жидкости через трубопровод 7. 2 ил.

Использование: при контактной стыковой сварке оплавлением различных изделий в жидких средах, например, при сварке трубопроводов под водой. Сущность изобретения: в зоне стыка устанавливают камеры 5 и 6 из неэле;(тропроводного. с малой теплопроводностью материала. Длину I внутренней полости камеры и кольцевой зазор b между стенками свариваемых деталей и стенками камер выбирают из определенных соотношений. Перед сваркой производят подогрев жидкой среды, находящейся в камерах, до момента кипения жидкости. Происходит выкипание части жидкости и ее удаление через неплотности камер 5 и 6 в окружающую среду. Концы свариваемых деталей 1 и 2 нагреваются до температуры, Ё 00 го ел о ю ю

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при контактной стыковой сварке оплавлением различных изделий а жидких средах, например, при сварке трубопроводов под водой,

Целью изобретения является уменьшение энергозатрат, улучшение условий дня осуществления начала процесса оплавления при сварке в жидких средах, а также повышение качества сварных стыков за счет обеспечения необходимой скорости охлаждения стыка.

На фиг. 1 изображена схема контактной стыковой сварки оплавлением труб под водой; на фиг. 2 - схема контактной стыковой сварки оплавлением сплошных стержней под водой.

Перед зажатием свариваемых труб 1 и 2 в зажимах 3 и 4 сварочной машины во внутрь трубы 1 водолаз-оператор устанавливает симметрично стыку камеру 5 из неэлектропроводного малотеплопроводного материала. Внутренняя полость камеры 5 имеет длину I, равную 2 Д 3 Д|, где AJ - суммарный припуск на оплавление и осадку одной детали, а зазор b между наружной поверхностью камеры 5 и внутренней поверхностью труб 1 и 2. равен ДЬ b 2ЛЬ, где Ah - максимальная высота грата образующегося при осадке стыка. После этого трубу 1 зажимают в зажиме 3 сварочной машины таким образом, чтобы ее торец находился посредине зажимов 3 и 4. Затем через зажим 4 сварочной машины подают трубу 2 таким образом, чтобы камера 5 вошла оо внутрь трубы 2. Выполняют центровку труб 1 и 2 и зажимают зажим 4 сварочной машины. После этого оодолаз-оператор устанавливает симметрично стыку наружную камеру 6, выполненную из того же материала, что и внутренняя камера бис такими же размерами внутренней полости. Затем оператор-сварщик разводит стык путем перемещения подвижном части сварочной машины и от источника питания сварочного трансформатора подает напряжение на то- коподводы зажимов 3 и 4. Вследствие прохождения тока через жидкость, находящуюся в замкнутых камерами 5 и б ограниченных объемах вокруг стыка, происходит ее нагрев. Нагрев продолжают до момента кипения жидкости, в это время происходит нагрев концов свариваемых труб 1 и .2 до температуры близкой к температуре кипения жидкости. Одновременно происходит выкипание части жидкости и ее удаление через неплотности камер 5 и 6 в окружающую среду. Потерь тепла вследствие выполнения камер 5 и 6 из малотеплопроводного материала практически не

происходит. После подогрева концов труб 1 и 2 начинают процесс контактной стыковой сварки, стадия оплавления которого вследствие предварительного подогрева концов труб, происходит стабильно. В процессе оплавления выкипание жидкости из ограниченного объема в зоне стыка происходит очень быстро, жидкость превращается в пар, который повышает давление в камере и уходит через неплотности в окружающую

среду. Тепло от искр расплавленного металла при этом способствует поддержанию температуры в зоне стыка. К концу стадии оплавления в камерах практически жидкости не остается, торцы оплавляемых труб не

окисляются. Затем выполняют осадку в соответствии с технологией контактной стыко- вой сварки оплавлением конкретных свариваемых труб 1 и 2 и выполняют термообработку сваренного стыка путем дозированной подачи через трубопровод 7 охлаждающей жидкости. На этом процесс контактной стыковой сварки оплавлением труб 1 и 2 в воде описываемым способом заканчивается. Наружную камеру 6 водолэз-оператор удаляет со сваренного стыка, зажимы 3 и 4 сварочной машины раскрывают и сварочная машина перемещается к сле- дующему стыку. Внутренняя камера 5 остается в трубопроводе и удаляется из него

при очистке его полости и продувке. Сварку сплошных стержней 8 и 9 осуществляют аналогично, но без применения внутренней камеры 5.

П р и м е р. В научно-технологическом

центре по контактной сварке и пайке ВНИ- ИСТа была произведена контактная стыковая сварка оплавлением двух партий образцов известным и описываемым способами. Сваривались образцы из стали марки

Сталь 20 диаметром 15 мм на сварочной машине марки К-617.

Режимы сварки:

Известный способ:

1).1 В: vcp.1,5мм/с; ос.2.5 мм.

Заявляемый способ:

1),1 В: ,8 мм/с; мм; tCB. 12 с; loc. 3,5 мм.

Результаты испытаний сваренных образцов показали, что заявленный способ контактной стыковой сварки оплавлением уменьшает общие энергозатраты на сварку, улучшает условия для осуществления начала процесса оплавления при сварке в жидких средах, а также повышает качество сварных стыков.

Формула изобретения

Способ контактной стыковой сварки оплавлением, при котором создают негерметичный замкнутый объем пространства в зоне стыка с помощью неэлектропроводных камер и осуществляют контактную стыковую сварку оплавлением с последующим охлаждением стыка, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и

J

0

5

0

улучшения условий для осуществления начала процесса оплавления при сварке в жидких средах, а также повышения качества сварных стыков за счет обеспечения необходимой скорости охлаждения стыка, перед сваркой производят подогрев жидкой среды, находящейся в негерметичном замкнутом объеме в зоне стыка, до температуры кипения жидкости, камеры выполняют из материала с малой теплопроводностью, при этом длину внутренней полости камер I выбирают в диапазоне 2 Д) I 3 Д1, где Д - суммарный припуск на оплавление и осадку одной детали, кольцевой зазор между стенками свариваемых деталей и стенками камер выбирают в диапазоне Дп b 2Ah, где Ь - кольцевой зазор, Дп - максимальная высота грата, образующегося при осадке стыка, а скорость охлаждения стыка регулируют дозированной подачей охлаждающей жидкости в ограниченный камерой объем в зоне стыка.

4