Способ дуговой приварки полых стержней Советский патент 1980 года по МПК B23K9/20 

Изобретение относится к дуговой сварке плавлением и может быть применено в судостроительной, машиностроительной и авиационной отраслях. Известбн способ приварки шпилек, заключающийся в том, что между торцами шпилек и поверхностью основного изделия возбуждают дугу, горящую до образования жидкой прослойки на соединяемых поверхностях, после чего стержень прижимают к ванне изделия ij Однако такой способ поиварки шпилек применим, для стержней, диаметр которых соизмерим с размером активного пятна дуги. При увеличении стержня пятно дуги, а с ним и столб дуги перемещаясь хаотически по торцу стержня, неравномерно оплавляют его в зоне сварки, что вызывает дефекты типа неоплавлений и. выплесков. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ дуговой приварки стержней,по которому торец стержня и изделия нагревают двумя дугами, горящими одновременно с неплавящегося промежуточного электрода, который устанавливают в зазоре между стержнем и изделием и удаляют при сближении стержня и изделия 2 . Однако существующие способы дуговой приварки стержней имеют ряд недостатков:1.Большая скорость осадки стержня в жидкую ванну изделия, которая рбусловлена большимдуговым промежутком, равным двум длинам дуг плюс диаметр нёплавящегося электрода; временем, необходимым на отвод неплавящегося электрода, так. как осадка происходит при отключенном источнике питания. При большой скорости осадки стержня, особенно полого, происходит усиленное разбрызгивание жидкого металла и заполнение полости стержня жидким металлом, что снижает качество и ухудшает формирование шва. 2.Необходимость раздельной регулировки режима(мощности и длительности горения) каждой из дуг в зависимости от соотношения диаметра стержт ня и толщин изделия, что вызывает необходимость применяч ь два и более источника питания и усложняет процесс настройки аппаратуры. Цель изобретения - разработка способа дуговой приварки полых стержней к изделию любой толщины и кривизны

поверхности и получения качественного соединения.

Эт9 достигается тем, что;в полости стержня, расположенного на расстоянии от изделия, устанавливают неплавящийся электрод, рабочую поверхность которого располагают ниже торца стержня на расстоянии дугового промежутка от поверхности изделия..

Возбужденной дугой, горящей между неплавящимся электродом и изделием, производят предварительный подогрев изделия, после чего полый стержень подают вдоль оси к изделию.

По мере приближения полого стержня к поверхности изделия, горящая дуга в соответствии с принципом са морегулирования переходит с неплавящегося электрода на торец полого стержня с образованием дуги между стержнем и изделием. При этом происходит опГлавление кольцевой поверхности полого стержня и поверхности изделия с последующей осадкой полого стержня и образованием сварного соединения.

На фиг. 1 показан предварительный.подогрев изделия дугой неплавящегося электрода с одновременным перемещением полого стержня вдоль оси; на ,фиг. 2 - оплавление соединяемых по-верхностей полого стержня и изделия; на фиг.З - сварное соединение мелоду полым стержнем и изделием после осадки; на фиг. 4 - схема устройства для конкретного осуществления предлагаемого способа.

Данным способом можно производить приварку полых стержней из малоуглеродистых, низколегированных и высоколегированных конструкционных сталей к изделиям из- аналогичных материалов

Предлагаемый способ дуговой приварки полых стержней осуществляют следующ;им образом. В сопле 1 закрепляют полый стержень 2(бонку)наружным диаметром 4-16 мм,высотой до 50 мм и толщиной.стенки до 4 мм; в полости которого устанавливают не плавящийся W-электрод 3 диаметром 1,0-6,4 мм(в зависимости от размеров привариваемого стержня).который одним концом жестко крепится к корпусу устройства, а рабочий его участок располагают ниже торца полого стержня 2.

Полый стержент 2(бонку)зажимают пружинящим кольцом 4, а подачу сопла il с закрепленным полым стержнем 2 осуществляют щтоком пневмоцилиндра 5

Вертикальным перемещением установки полый стержень 2 с установленным в нем W-электродом 3 подводят к изделию на расстояние дугового промежутка.

При включении источника питания между рабочей поверхностью неплавящегося электрода 3 и изделием 6 с помощью осциллятора возбуждают дугу.

которой производят предварительный подогрев изделия 6 до 1400-1500 С. После предварительного подогрева изделия 6 посредством штока пневмоцилиндра 5 сопло 1 с полым стержнем 2 - плавно подают вдоль оси к поверхности изделия 6 в зону ионизированного газового потока, образованного дугой неплавящегося электрода 3. При этом дуга, горящая с неплавящегося элект.. рода 3, переходит на кольцевой торец

полого стержня 2 в соответствии с принципом саморегулирования и в течение 0,5-2,0 с, в зависимости от величины тока дуги и размеров полого стержня 2 , оплавляет кольцевую поверхность его торца и поверхность изделия 6. После оплавления к стержню 2 прикла.цывают усилие Р, под действием которого происходит осадка стержня с образованием сварного соединения.

Тепловая мощность дуги предварительного подогрева и дуги, горящей между торцом полого стержня 2 и изделием 4, регулируется в зависимости

5 от толщины изделия и размеров привариваемых стержней.

Приварка полых стержней предлагаемым способом может производится в. среде защитных газов(аргон, гелий и их смесей).подаваемых из сопла 1

0 (стрелка А). В качестве конкретного примера, осуществления приварки полых стержней предлагаемым способом может служить приварка стержня из малоуглеродистой стали диаметром 12 мм и

5 толщиной стенки 2,О мм к изделию толщиной 20 мм из аналогичной стали.

Вертикальным перемещением устройства W-электрод 3 диаметром 4,0 мм и полый стержень 2 устанавливают относительно изделия на расстоянии 78 и 12 мм соответственно. С подачей защитного газа между W-электродом 3 и изделием 4 возбуждают дугу и подогревают изделие до T.14CO-1500 C на

с режиме: (э 370-4аОА; ил 16-18в В те чение 2,5-3,0 .с.

После .подогрева производят подачу полого стержня к изделию до момента перехода дуги на торец стерхсня, и в течение 1,0-1,2 с происходит, его оплавление, после чего с усилием около -0,5 кг и скоростью О,5 см/с производят осадку стержня до Ьб эазования сварного соединения.

Предлагаемый способ дуговой при-г варки полых стержней повышает качество сварных соединений и расширяет диапазон толщин изделий, к которым производят приварку стержней, что

0 обусловлено следующими факторами:

осуществлением-плавной осадки полого стержня под током в жидкую ванну изделия, предотвращающей затекание жидкого металла внутрь стержня и

5 исключающей выплеск жидкого мета.пла

и образование неоплавлений и прочих дефектов;

позволяет регулировать величину теплрвложения одним источником питания при толщине изделия, значительно превышающей толщину стенок стержня, благодаря предварительному подогреву поверхности изделия, что удешевляет и упрощает оборудование;

позволяет осуществить равномерное оплавление.в зоне сварки кольцевой поверхности полого стержня и поверхности изделия, что улучшает формирование сварного шва.

формула изобретения

Способ дуговой приварки полых стержней к изделию, при котором первоначально производят предварительный подогрев изделия вольфрамовым

электродом, а затем оплавление стержня и его осадку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем уменьшения разбрызгивания и расширения диапазона свариваемых толщин, вольфрамовый электрод при предварительном подогреве располагают внутри привариваемого стержня так, чтобы его рабочий участок выступал за торец стержня, а оплавление стерoжня производят путем подачи полого стержня к изделию до перехода дуги с неплавящегося электрода на стержень.

; Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1. Технология электрической сварки плавлением. Под ред. Б. Е. Патона. Машгиз, 1962, с. 161.

2.Авторское свидетельство СССР 20 № 483212, кл. В 23 К 9/20,-1971.