Способ стыковой сварки Советский патент 1979 года по МПК B23K11/04 

Изобретение относится к области прокатного производства, конкретнее к методам соединения концов заготовок стыковой сваркой для осуществления бесконечной прокатки. Для осуществления бесконечной про катки перед входом в черновую группу клетей заготовки соединяют между собой контактной стыковой сваркой оплавлением Б бесконечную ленту. Сва ка осуществляется на стыкосварочных машинах. В местах (стыка торцов-заготовок при сварке образуется грат и местное усиление шва 1. Этот, грат а иногда и усиленный шов, приходится удалять с помощью различных устройст для удаления грата. Такой метод свар ки обеспечивает высокое качество сва ных соединений заготовок сечением до 80000 мм. Известен способ стыковой сварки заготовок давлением с осадкой, при котором производят предварительную разделку кромок на конус 2. Однако разделка концов заготовок на конус может быть произведена при очень широком интервале значения угла раскрытия при вершине. И не при всех значениях этого угла обеспечивается полное исключение последующего удаления грата. С целью полного исключения последующего удаления грата в данном способе угол наклона образующей конуса разделки выбирают равным углу подъема образующей,грата, образующегося при сварке тех же заготовок без разделки.. А высоту и основание продольного сечения профиля разделки выполняют равной 1,2-J,,4 размеров профиля грата, образующегося при сварке тех же заготовок без разделки. Такое решение обеспечивает выравнивание размеров поперечного сечения места стыка концов двух заготовок при контактной сварке их оплавлением до размеров поперечного сечения заготовок, что .исключает необходимбсть последующего удаления грата и повышает эффективность процесса сварки. На фиг. 1 показана форма грата и местного усиления шва, образовавшихся при соединении неразделенных концов заготовок контактной стыковой сваркой оплавлением, на фиг. 2 - профиль разделки концов стыкуемых заготовок по данному способу, на фиг. 3 и 4 - форма грата и местного усиления шва, образовавшихся при сварке разделенных концов заготовок. Пример. Нагретые до температуры 1100-1170с заготовки 1 и 2 толщиной Н поступают на линию прокат ного стана. Перед подачей концов заготовок в зону сварки производят раз делку каждого переднего и заднего ко цов предьвдущнх и последующейстыкуемых заготовок на конус (см. фиг. 2), причем угол оС наклона образующей конуса разделки выбирают равным углу подъема образующей грата, образующегося при сварке неразделанных концов заготовок (см. фиг. 1). При сварке заготовок без разделки часть металла теряется в виде yra pa и довольно интенсивных брызг, а часть выдавливается в виде грата при оплавлении и осадке. Так, например, при соединении заготовок. мм в бесконечную ленту на стане Макеевского металлургического завода контактной сваркой оплавлением при величине оплавления до 20 мм и осадке до- 30 мм образуется грат в виде равнобедренного треугольника с основанием I, до 150 мм и высотой fi до 15 мм (см, фиг. 1) . Размеры треугольника в продольном сечении профиля разделки концов заготовок 1 и 2, а именно - основание - . И высоту h, - выпсхпняют равными , if2-1,4 соответствующих размеров L//J и h профиля грата 3, образующегося ,при сварке вераЗделанных концов заготовок, т.е. L, 1,2-1,4 L/2, а ,2-l,4ti. Это компенсирует величину потерь металла с угаром и брызгами, а также позволяет учесть величину оплавления и осадки. Опыты Показы вают, что соединение концов заготовок с такой разделкой обеспечивает размеры поперечного сечения в месте стыка, равные или несколько меньшие (до 10%) размеров поперечного сечения заготовки. Концы заготовок после разделки подают в зону сварки, зажимают и про изводят стыковку торцов, после чего осуществляют контактное оплавление. Усилие зажима должно быть достаточным, чтобы исключить проскальзывание зажимных - токоподводящих .губок отнвсительно поверхности заготовок, Например, для заготовок сечением по мм усилие зажима долж нго быть не менее 130 т. Оплавление осуществляют со скоростью О,20,03 в начальный период с плавным переходом до 3-4 мм/сек в конечный. При этом припуск на оплавление (величину хода оплавления) выдерживают в пределах 12- 20 мм. Оплавление концов заготовок производят без подогрева непрерывно при силе тока 30000-50000 а и напряжении 9-30 в. 34 Последующую осадку концов заготовок осуществляют со скоростью 5090 мм/сек при удельном давлении 510 кг/мм и величине осадки (хода осадки) 20-50 мм, причем ток осадки составляет 80000-150000 а. Оплавление обеспечивает получение требуемого температурного поля с образованием на оплавляемых торцах более или менее равномерного слоя жидкого металла. Последующая осадка выравнивает соединяемые поверхности, вытесняет из зазора между ними расплав-, ленный металл и окислы (если они образовались) и формирует прочное соеди ение. При этом окислы, а также расплавленный и полурасплавленный металл выдавливается наружу в виде грата и местного усиления шва, которые заполняют профиль разделки концов заготовки, выравнивая тем самым размеры поперечного сечения в месте стыка до размеров поперечного сечения заготовки (см. фиг. 3 и фиг, 4), что исключает необходимость последующего удаления грата и повышает эффективность сварки, о Для получения при сварке бездефектных соединений с высокой прочностью необходимо предупредить окисление, а если это не удается, то удалить окислы из стыка вместе с расплавленным металлом. Только в этом случае стык получается свободным от окиснык включений при относительно малой степени деформации и малом усилии осадки. При оплавлении в месте стыка двух заготовок образуется слой расплавленного и полурасплавленного металла, поэтому на отдельных участках соединение может образоваться между поверхностями твердого (пластичного) металла, однако в основном оно формируется в жидкой фазе, которая затем, в ходе осадки полностью или частично удаляется из соединения. Только благодаря второму процессу при сварке оплавлением удается получить соединение высокого качества при умеренной деформации осадки. При непрерывном оплавлении процесс сварки выполняется полностью автоматически-. Для этого сварочная машина снабжается устройством для программного регулирования напряжения и скорости подачи (при оплавлении) с обратными связями по току. Использование специального регулятора скорости, позволяющего корректировать скорость подачи в зависимости от тока в сварочной цепи, значительно повышает устойчивость оплавления и снижает мощность, необходимую для возбуждения оплавления. Исполнительным рабочим органом стыкосварочной машины для сварки оплавлением может служить специальный следящий гидропривод или пневмогидропривод. Использование предлагаемого спосо ба сварки заготовок встык позволит исключить необходимость последующего удаления грата перед задачей бесконечной ленты заготовок в черновую группу клетей, что повышает эффектив ность процесса сварки. Формула изобретения I. Способ стыковой сварки заготов давлением с осадкой, преимущественно при бесконечной прокатке, при котором производят предварительную разделку кромок на конус, о т л и ч аю щ и и с-я тем, что, с целью более полного исключения последующего удаления грата, угол наклона образующей 36 конуса разделки выбирают равным углу подъема образующей грата, образующегося при сварке тех же заготовок без разделки, 2. Способ стыковой сварки по-п. 1, отличающийся тем, что высоту и основание продольного сечения профиля разделки выбирают ргшной 1,2-1,4 размеров грата, образующегося при сварке тех же заготовок без разделки . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кабанов Н.С., Слепак Э.Ш., Технология стыковой контактной сварки, Машиностроение, 1970, с. 66. 2.Кабанов Н.С. Слепак Э.Ш, Технология стыковой контактной сварки. 1970, с. 30-31. Машиностроение

.)

7

9ui г

i

г tpia.y г

я f