Конструкция стыка для сварки с остающейся накладкой Советский патент 1977 года по МПК B23K33/00 B23K25/00 

1 Изобретение касается сварки плавлением в вершкальном и наклонном положениях, преимущественно эпектрошпаковой, плавящимся мундштуком с пртменением остающихся подкладок и может быть использовано пул сварке металла Толищной более 50 мм.

Известна конструкция стыка с остающимся вкладышем 1.

Однако такие экладыши не могут заменить формирующие устройства п} формировании обеих наружных поверхностей стыка.

Наиболее близсим по технической сущности к предложенному изобретению является конструкция стыка дпя сварки с остающейся накладкой и со скосом свариваемых кромок, установленных со CBapq4HbiM зазором постоянной или переменной величины 2.

Недостаток такой конструкции стыка состоит в том, что б 1месте прижатия накладки к поверхности детали образуется подрез в щве, который снижает работоспособность сварного соединения. Другой недостаток ювестной конструкции стыка заключается в том, что на накладки вдет значительное количество металла, который после сварки становится излищним, кроме того иногда приходится

удалять эти накладки, на что непроизводительно расходуется электроэнергия, материалы и труд.

Дня устранения указанных недостатков остающаяся накладка вьшолнена с двусторонним симметричным скосом кромок со стороны, обращенной к стыку и со стороны, обратной стыку, и притуплением со стороны, обращенной к стыку, расположена в зазоре до упора ее кромок в скошенные свариваемые кромки и утоплена в зазоре ш величину, равную ее толщине, при этом угол скоса кромок накладки со стороны, обращенной к стыку, равен углу скоса свариваемых кромок, суммарный угол скоса кромок накладки со стороны, обратной стыку, и свариваемой кромки равен углу разделки прт ручной дуговой подварке.

На чертеже изображена предложенная конструкция стыка в поперечном сечении:

а - при параллельных свариваемых кромках;

б - при непараллельных свариваемых кромках, например в случае подготовки кромок как для ручной сварки;

в - элемент разделки (скоса) параллельных кромок;

г - поперечное сечение накладки.

На чертеже приняты следующие обозначения:

С - итрина зазора между свариваемыми кромками в наружной его части;

d - ширина притупления на накладке, принимается меньше ширины зазора в наружной его части по крайней мере на 2 мм;

а - угол скоса свариваемых кромок, (а также угол скоса кромок накладки (4) со стороны стыка);

|3 - угол скоса кромок накладки с обратной стороны;

е - ширина накладки;

g - глубина скоса кромок 1 в месте примыкания накладки 4;

h - толоцша части накладки, имеющей скос кромок j3.

Свариваемые детали 1 с кромками 2 устанавливаются в положение сварки, затем в скос на свариваемых кромках 3 устанавливается остающаяся накладка 4. После подготовки стыка производится сварка, расплавляющая металл собранного стыка по контуру 5. Обшщовочный шов 6 накладывается после окончания сварки стыка.

Оптимальное значение угла (скоса свариваемых кромок) и угла скоса накладки со стороны стыка составляет не более 20 и не менее 12°, что соответствует углу разделки кромок при ручной дуговой сварке и вполне достаточно для того, чтобы обеспечить упор остающейся накладки и кромки и сохранить ее положение в наружной части зазора между кромками.

Величина угла скоса кромок со стороны, обратсной стыку диктуется технологией ручной дуговой подвгрки и подбирается таким образом, чтобы угол раскрытия (суммарный угол скоса свариваемой кромки и скоса кромки накладки) был не менее 55°, т.е. угол скоса кромки составляет 30-45°.

Глубина скоса кромок в местах примыкания накладок подбирается примерно равной толщине накладки, которая определяется глубиной провара со стороны электрошлаковой ванны (как правило не более 15 мм) и глубиной разделки под ручкую подварку (не более 5 мм) и составляет около 15-25 мм,

,Для осуществления сварки стыка предложенной конструкции необходимо иметь достаточное количестно накладок (4). Длина накладок определяется длиной стыка и технологическими возможностями. Допускается применение нескольких коротких накладок, которые приставляют одну к другой в процессе сварки. В месте примыкания одной накладки к другой предусматривается обычный односторонний скос кромок как при ручной дуговой сварке встык полос соответствующей толщины.

В зависимости от, особенностей конструкции накладки могут быть как с одной, так и с двух сторон стыка. Например при сварке деталей с прямоугольными кромками следует рекомендовать накладки с двух сторон стыка. При сварке тонкостенных труб зазор со стороны внутреннего диаметра закрывают, как правило, путем предварительной

подварки корня шва, тогда накладки применяют только со стороны наружного диаметра трубы.

Накладки 4 удерживают прижатыми к скошенным свариваемым кдомкам 3 механическим путем, например с помощью специальных прижимов, либо путем электродуговой прихватки при установке накладки.

При малом угле возможно механическое заклинивание накладки 4 в скошенных свариваемых кромках 3.

Для того, чтобы избежать прожогов накладки 4 в процессе сварки, в особенности в месте разделки под облицовочньш шов 6, ее перед сваркой обмазывают огнеупорной замазкой, например глиняным раствором.

При сильном перегреве накладки, который может привести к прожогу, ее поверхность охлаждают, например, струей воды, снегом и т.д. О степени перегрева накладки судят по степени светимости ее поверхности. Ярко-белый цвет каления накладки недопустим.

После осуществления сварки основного шва (электрошлаковой, электродуговой и т.д.) заваривают облицовочный шов 6. Этот шов выполняется например ручной дуговой сваркой.

Пример. Сваривали электрошлаковым способом встык трубы с Hap3OfcHbiM диаметров 465 мм и толщиной стенки 56 мм из стали 15ГС. Разделка кромок была выполнена как под ручной дуговой сварке. Корень шва подварен вручную на толщину 12 мм.

Бьши использованы накладки толщиной 16 мм Из стали 15 ГС, изготовленные в соответствии с предложением. Количество накладок на каждую половину стыка составляло 4. Вначале сваривали одну половину стыка, затем - вторую. Сварку вели с использовавшем плавящегося мундштука.

Сварка проводилась в следующем режиме: число электродных проволок-2, диаметр электродных прюволок-1,6 мм, пирина зазора в наружной части стыка-30 мм, сила сварочного тока-480-500А, род тока г постоянный, полярность. - обратная, напряжение сварки-40 5, глубина шлаковой ванны 36-40 мм.

Глубину щлаковой ванны измеряли периодически с помощью стержня-щупа. Каждую последующую накладку устанавливали встык в момент, когда шлаковая ванна подходила к кромке предыдущей накладки. Крепили накладки путем их механического заклинивания между свариваемыми кромками; слегка подстукивая молотком. Все канавки, предназначенные для стыковой сварки накладок и наложения облицовочных швов, замазывали раствором каолина. Флюс в процессе сварки не подавали, что объясняется отсутствием его расхода на гарниссаж и малым расходом на испарение. Облицовочные швы заваривали электродами УОНИИ-13/55.