Способ сварки труб с трубной решеткой Советский патент 1982 года по МПК B23K31/06 

(5) СПОСОБ СВАРКИ ТРУБ С ТРУБНОЙ РЕШЕТКОЙ

I .. , Изобретение относится к области сварки, в частности к способам сварки труб с трубными решетками,и может найти применение в энергетической, атомной, химической, судостроительной и других отраслях промышленности при изготовлении теплообменник аппаратов. Известен способ сварки плавлением труб с трубными решетками электродуговой сваркой 11 . При сварке труб малых диаметров (менее 20 мм) с малой толщиной стенки (до 3 мм) при малой величине перемычки между отверстиями втрубной решетке (менее 6 мм) сварку, как правило, выполняют неплавящимся электродом без применения присадки. В отдельных случаях перемещают неплавящийся вольфрамовый электрод по окружности, диаметр которой равен диаметру отверстия в трубной решетке При этом подготовка под сварку производится путем пропускания труб через отверстия в трубных решет-ках и установки их с выступом над трубной решеткой С2. Все эти способы не обеспечивают равнопрочности соединений из-за малого рабочего сечения сварных швов. Известен также способ сварк труб с трубными решетками, наиболее блиакий к данному изобретению по технической сущности, при котором трубы устанавливают в отверстия трубной « решетки заподлицо с ее поверхностью, выполняют многослойную наплавку поверхности трубной решетки и рассверливают заплавленные отверстия в 33. Данный способ позволяет получить сварные соединения с любой величиной сечения шва, однако при сварке труб малого диаметра мм) образуется большое количество пор и несплавлен1 й в зоне зазора между трубой и трубной решеткой. Эти дефекты возникают при налсякении первого слоя и приводят к опасности разрушения соединений в зо не утонения стенки трубы между внутренней и межтрубной полостями, В это случае при любой толщине наплавки работоспособность соединений будет весьма низкой, так как она будет определяться именно этим сечением. Удаление пробки производится рассверловкой заплавленного отверстия. При равенстве внутреннего диаметра трубы и диаметра сверла возникает опасность врезания последнего в стен ку трубы за счет усадки трубной -решетки, механической ошибки наведения и т.д. При применении сверла меньшег диаметра невыбранная часть пробки остается во внутренней полости трубы и может привести к нежелательным последствиям в процессе эксплуатации. Зазрры между пробкой и трубкой также являются дополнительным источником загрязнения и, как следствие, образования пор. Целы9 изобретения является повышение качества сварки путем ликвида,ции пор и наплавлений исключения утонения стенки трубы при рассверливании. Для этого в способ сварки труб с трубной решеткой, при котором трубы устанавливают в отверстия трубной ре шетки заподлицо с ее поверхностью, выполняют многослойную наплавку поверхности трубной решетки и рассверливают заплавленные отверстия в трубах, перед наплавкой трубы приваривают к тр9гбной решетке без присадки кольцевыми швами с глубиной проплавлёния 0,1-0,6 толщины стенки трубы 1 , и заплавляют отверстия труб присадочным материалом на глубину, равную (Т-) S, а первый слой наплавки осуществляют с проплавлением трубной решетки на глубину (0,8U3) . Кроме того, приварку труб к трубной решетке осзга$ествляют с погонной эмергией дуги, меньшей на 50-80% погожной энергии дуги, используемой при наплаЬке последующих слоев, а наплавку первого слоя осуществляют со скоростью подачи присадочного материала меньшей на 20-60 скорости подачи присадочного материала при наплавке последующих слоев, а погонную энергию дуги увеличивают на 50-60. Пример. Был осуществлен способ сварки труб с трубными решетками путем общей наплавки на поверхность трубной решетки при изготовлении штатных теплообменных аппаратов, включающих в себя трубы размером 6x1,2 мм или 8x1,5 мм и решетки толщиной 5 мм. Наплавку выполняли методом автоматической аргонодуговой сварки с применением присадочной проволоки диаметром 1,6 мм отдельными валиками на режиме: 3cg 170-220 А, Uj 10-11 В, VCB 5 м/ч; q / 2200-2600 кал/с; У„р 22-33 м/ч. При этом глубина проплавления Ьдр I,1-j2,0 мм, высота наплавки h. lu - u MM. Оценка качества сварного соединения производилась по результатам радиографического просвечивания и металлографического исследования поперечных шлифов, вырезанных из образцов- свидетелей,имитирующих сварку штатного теплообменника. При контроле этими методами на одной трубной решетке, сварку которой выполнили по известному способу с количеством труб N 100 шт., обнаружены поры размером от 0,2 до 0,9 мм в количестве п 120 шт. В соответствии с техническими тре бованиями на изготовление аппарата сварные соединения труб с трубными решетками, выполненные этим методом, были забракованы. Были также выполнены опытные работы по установлению возможности применения предлагаемого способа сварки при изготовлении данных теплообменных аппаратов. Для экспериментальных работ использованы трубы и трубные решетки, описанные выше. Опробовано шесть вариантов. Результаты рентгенографирования и металлографического исследования сварных соединений трубных решеток и режимы сварки приведены в табл. 1 и 2. Из приведенных данных видно, что наилучшее качество сварных соединений труб с трубными:решетками, выполняемь1Х методом общей наплавки, получается по предлагаемому способу сварки. Наплавка с пробками1200,2-0,9 Наплавка без 0,2-0,8 пробок100 Наплавка с предварительной заваркой отверстия 60 0,3-0,6

0,3-0,5 0,6-1,0 0,8-1,3 20 10

0,2-0,5- 0,2-0,5 1,2-1.5

0,1-0, 0,2-0,5 1,6-2,0 Глубина прсплавления основного металла при Глубина проплавления основного металла при

Таблица 1

70-80

Зн 170-180 Зк 3„ 80-90

1«- 200-220 Зк Зв 80-90 I 170-180 1,0-1,5 170-180 1,1-1,3 1,2-1,35 Зц 170-180 Зот 80-90 выполнении кольцевого шва выполнении наплавки. Т а б л и ц а 2

Формула изобретения

о т л ичаюцийся тем, что, с целью повышения качества сварки путе1 г ликвидации пор и наплавлений ;и исключения утонения стенок труб при рассверливании, перёд наплавкой ТРУ&4 приваривают к трубной решетке без присаДки кольцевыми с глубиной проплавления 0,1-0,6 толщины стенки трубы || и заплавляют отверстия труб присадочным, материалом на глубину, равную (1-) в а пер-. вый слой наплавки осуществляют Q пропла лением трубной на глубину (й;8с1гДВ,

труб к трубной решетке осуществляют с погонной энергией дуги, меньшей на 50-80% погонной энергии дуги, используемой при наплавке пбследующих слоев.

«

г

Источники Информации, принятые во внимание при ;экспертизе

V ,.,-

3.Патент Франции № 15259 2, кл. В 23 К, 1968 (прототип).