Способ подбора оптимальных режимов сварки кольцевых стыков Советский патент 1980 года по МПК B23K28/00 B23K31/06 

(54) СПОСОБ ПОДБОРА ОПТИМАЛЬНЫХРЕЖИМОЙ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ СТЫКОВ

Изобретение относится к сварке, в частности к способам подбора оптимальных режимов сварки кол1: цёвых сты ков, и мо5кет найти применение в машиностроении, атомной, судостроительной и других отраслях промышленности. В современной металлообрабатывающей промышленности широкое применение находят сварочные трубчатые металлические конструкции, причем в ря де случаев трубы сваривают друг с другом или Приваривают к концевым де талям, например при сварке патрубков фланцев, нипелей, труб с трубными ре шетками и т.д. 1. В процессе изготовления таких кон струкций необходимо производить подбор оптимальных режимов сварки, обес печивающих требуемое качество сварных соединений. Обычно подбор оптимальных режимов сварки производят на натурных образцахj т.е. собирают натурные узлы и сваривают их на различных режимах, после чего подвергаю/г-выполненные сварные соединения анализу с целью выбора наиболее качественного соединения . Учитывая, что сварка производится при неустановившемся терми ческом цикле, необходимо производить анализ качества соединения в различных сечениях по длине шва, в том числё и np)H n6:E3ef jy rTil№orS прШоЯа . Наиболее распространенным способом является способ выбора режимов сварки на основании эксперимента в з аВисимости от параметров проплавления, в частности от глубины проплавления. Способ заключается в следующем. Производят сварку труб с натурными концевыми деталями (в данном случае с трубными решетками) на различных режимах. Разрезают натурные образцы на поперечные шлифы и замеряют параметры Проплавления. Оптимальным режимом считают такой, при котором глубина проплавления не меньше допустимой по техническим условиям. Недостаток способа - большая трудоемкость и себестоимость эксперимента при изготовлении серии поперечных (по отношению -к шву) шлифов в различных сечениях неустановившегося теплового режима, а также трудность (а иногда и невозможность) выбора такого napaMefpa свар1 й, как требуемая протяженностБПерекрытия сварного шва первого прохода. Известен также способ подбора оптимальных режимов сварки кольцевых стыков, наиболее близкий к даннсму изобретению по технической сущности, при котором плоские образЦй-имитаторы сваривают по длине, равной длине окружности труб, определяют глубину проплавления по длине шва и устанавливают оптимальный режим сварки на участке с допустимой глубиной проплавления 2. Однако данный способ не дает конк ретной методики определения оптймаль йых режимов, т.е. электрических пара Метров и скорости сварки, количества п р бходов и длины последнего, прохода (в том случае, если он выполняется н на всю длину окружности). Он применим только для сварки труб диаметров более 100 мм, так как при сварке тру малого дис1метра наблюдается изменени параметров проплавления по длине шва ВВИДУ неустанов ившегося предельного сбстояния процессов теплонасыщения . Это объясняется тем, -ITO в момент за жигания дуги тепло вводится в холодный металл, начальная температура ко торого постоянна во всем об.ъеме свариваемых деталей. По мере горения ду гй вводимое тепло постепенно прогревает металл, приводя к увеличению па раметров сварного шва. Это увеличени особенно заметно также л в зоне замы кания шва.. Целью изобретения является, обеспе чение подбора режимов сварки для тру с диаметром менее 100 мм с учетом влияния автоподогрева. Для этого при сварке образцов-имитаторов вводят до полнительный источник тепла, который перемещают синхронно с основным впереди первого источника на расстоянии от него, равном длине ;йольцевого шва а глубину проплавления определяют в шве, сваренном основньм источником тепла. . Сущность способа заключается в сл дующем . Сварку в процессе подбора режимов выполняют на плоских образцах/ имитирующйх соединения трубчатых узлов. Швы делают прямолинейными, причем длину их принимают равной длине кольцевого шва приёариваемой трубы..В тех случаях, когда подбирают режимы сЪарк труб диаметром более 100 мм, т.е. когда влияние подогрева в зоне замыкания uma сказывается несущественно, сварку плоских образцов производят одним источником тепла . При подборе режимов сварки труб диаметров менее 100 мм, т.е. в тех случаях,, когда влияние прд огрёв.а сущёствёнйб ска13Ша.%тся наГйзменёнйи парамётров проплавления, вводят второй дополнительный источник тепла. Этот источник, перемещаемый впереди первого на расстоянии, равном длине б |5ужнбсти кольцевого иша, имитирует подогрев / возникающий при сварке коль цевых швов.При сварке двумя йсточниками тепла .исследованию подвергают сварной шов, выполненный основным источйиком тепла, т.е. источником, перемещаемым вторым. Из сварных образцов вырезают продольные шлифы, одна из плоскостей в которых совпадает с осью сварного шва. в начальный период сварки (в образцах со швами малой протяженности и по всей длине) наблюдается неравномерность глубины проплавления по длине шва, которая возрастает по мере перемещения источника тепла. Из образцов, выполненных при различных режимах сварки (при различной погонной энергии) выбирают те, на которых протяженность участка сварного шва с глубиной проплавлекия не менее допустимой составляет.О,6-0, его длины. Остальная часть шва имеет глубину проплавления меньше требуемой, поэтому она дслжна быть перекрыта вторично, т.е. длина участка шва с глубиной проплавления-меньше допустимой соответствует минимальной длине необходимого перекрытия шва. Приме р.. Подбирают режим сварки труб размером 6x1,2 мм к трубным решеткам. Требуемая глубина проплавления при этом не менее 1 мм. Путем ориентировочного расчета установлено, что глубину проплавления 1 мм получают при сварке на режиме Jefi 80А; и 11В; УС 2-10м/с, Так как При неустановившемся тепловом режиме глубина проплавления должна быть мейьше, чем при установившемся, то силу тока при сварке трёх опытных образцов принимают 60, 80 и 100 А, а длину шва 6S мм (т.е. равной длине окружности кольцевого шва диаметрои 6 мм) . . . Три сварных плоских образца разрезают на продольные шлифы и при металлографическом анализе устанавливают, что при Jcfi - 60 А. глубина проплавления по всей цлине менее 1 мм, на втором шлифе (при Зс( 80 А) протяженность швас глубиной проплавления 1 мм и более 6,5 мм, а на третьем шлифе (те. при 100 А) величина этой протяженности 16 мм. Таким образом был выбран режим сварки Jf lOOA; Uq 11 В, Vc5 2-10 м/с при величине перекрытия 5 мм , что несколько больше, чем участок шва с глубиной проплавлений менее 1 мм. При внедрении изобретения повышается точност,ь подбора режимов сварки, что способствует улучшению качества сварных соединений, уменьшается трудоемкость -и стоимость проведения работ по подбору режимов сварки. Формула изобретения / Способ подбора оптимальных режимов сварки кольцевых стыков, при котором

плоские образцы-имитаторы сваривают на длине, равной длине окружности труб, определяют глубину проплавления по длине шва и определяют оптимальный режим сварки на участке с допустимой глубинойпроплавления, отличаюЬ ийс.я тем, что, с целью обеспечения подбора режимов сварки для труб с диаметром менее 100 мм с учетом влияния автоподогрева, при сварке образцов-имитаторов вводят дополнительный источник тепла, который перемещают синхронно с основным впереди первого источника на

рагсстоянии от него, равном длине кольцевого шва, а глубину проплавления определяют в шве, сваренном основным источником тепла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское (свидетельство СССР 469562, кл. В 23 К31/06, 1973.