Способ изготовления сварных буровых долот Советский патент 1978 года по МПК B23K28/02 

Изобретение относится к области сварки, в частности к способам изготовления сварных конструкций, и может найти применение в машиностроительной, инструментальной и других отраслях промышленности при изготовлении бурового инструмента.

Известны способы изготовления сварных конструкций, при которых с целью снижения остаточных сварочных деформаций в свариваемой конструкции до свархи создают деформации, обратные сварочным 1.

Однако эти способы трудоемки и не всегда эффективны при сварке конструкций сложной конфигурации, например при изготовлении сварных долот.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления сварных буровых долот, при котором секции долота собирают в зажимном приспособлении, прикладывают внешнкзю сжимающую нагрузку и выполняют сварку 2.

Однако известный способ требует высокой точности, чтобы исключить поводки, кроме того в сварном шве недопустимы трещины и перегрев опорных подшипников шарошек, смонтированных на свариваемых лапах.

что при известном способе не всегда достижимо.

Целью данного изобретения является повышение качества долот путем устранения сварочных деформаций и устранения трещин.

Для этого сварку выполняют с технологическим -непроваром стыкуемых кромок, равным 0,3-0,6 толщины стенки долота, после первого прохода долото охлаждают до комнатной температуры и затем сварку производят на режимах, обеспечивающих температуру нагревГа беговых дорожек цапф лап, равную температуре разупрочнения стали долота, а усилие сжатия выбирают из расчета равенства суммарных напряжений сжатия и сварки в стыкуемых кромках (0,8- 0,95 предела текучести стали долота).

Пример. Способ реализован на Дрогобычском долотном заводе при сварке трехсекционных шарошечных долот. Долото собирали из трех секций, которые сваривали между собой. На секциях (лапах) перед этим монтировали шарошки на опорных подшипниках. Секции устанавливали в зажимном приспособлении и сжимали. Долота IV269CT, например, сжимали с усилием около 50 т. При этом контактные напряжения на стыкуемых поверхностях достигали 40-50 кг/см2. Однако такие напряжения и механическое сжатие недостаточны для того, чтобы противостоять поводке секций или лап в процессе сварки. В случае же увеличения силы сварки сварочные напряжения в сумме с напряжениями от механического обжатия превысят б Т, что приведет к деформации. После сжатия выполнялась сварка проволокой диаметром 2 мм Св08Г2С в углекислом газе, ток 300-500 А, напряжение 2740 В, полярность обратная. Сварка производилась с непроваром стыкуемых поверхностей, который составляет 0,3 0,6 толщины стенки секции. В нижней части (хвоетовик лапы) толщиной 30 мм непровар составлял 12 мм, в верхней части, где толщина стенки 50 мм, непровар составлял 25-30 мм. Такой непровар фиксирует диаметр долота, суммарные иа1ряжения от обжатия и сварки на сопрягаемых плоскостях секций близки к пределу текучести и гарантируют мипиу,; , поводку секций. На долоте диаметром 295 мм изменение диаметра не превыщает 0,2 мм. Уменьщение технологического непровара сверх указанных пределов даж пг,; устранении механического обжатия приведет к сдвигам и трещинам в месте сварки, диаметр долота значительно уменьшится (д,олото сядет}. Увеличение непровара сверх указанных допусков не обеспечивает технологической прочности. Сварка осуществлялась в четыре прохода, причем после первого прохода долото охлаждали до комнатной температуры. Это устранило трещины в корне шва. Последующую сварку вели так, чтобы темнература в под1иипниках не превыщала температуру начала разупрочнения рабочих поверхностей - 130-170°С. Для этого на всех щвах поочередно выполняли первый проход, а после охлаждения второй и последующие проходы, поворачивая долото каждый раз на 120°. Указанным способом на Дрогобычском долотном заводе было сварено более 5 тыс. долот высокого качества. Формула изобретения Способ изготовления сварных буровых долот, при котором секции долота собирают в зажимном приспособлении, прикладывают внешнюю сжимающую нагрузку и выполняют сварку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества долот путем устранения сварочных деформаций и устранения трещин, сварку выполняют с технологическим непроваром стыкуемых кромок, равным 0,3-0,6 тоЛшины стенки долота, после первого прохода долото охлаждают до комнатной температуры и затем сварку производят на режимах, обеспечивающих температуру нагрева беговых дорожек цапф лап, равную температуре разупрочнения стали долота, а усилие сжатия выбирают из расчета раве 1ства суммарных напряжений сжатия и сварки в стыкуемых кромках (0,8- 0,95 предела текучести стали долота). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Николаев Г. Д. и др. «Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций, М., 1971, с. 186. 2.Винокуров В. А. «Сварочные деформации и напряжения, М., 1968, .с. 198-200.