Способ дуговой многослойной сварки

 

Изобретение относится к автоматической дуговой сварке, в частности к способам многослойной сварки стыков со щелевой разделкой с регулированием режимов сварки в зависимости от изменения параметров сечения разделки, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в нефтегазовом и химическом машиностроении. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за счет более равномерного заполнения разделки по ее длине. После выполнения сборочного 3 рабочего 4 и корневого 5 швов сечения разделки может стать переменным по сечению вследствие неровностей ее дна 8. При выполнении шва 5 замеряют площадь разделки и определяют ее максимальное сечение F<SB POS="POST">макс</SB>. При выполнении каждого последующего прохода замеряют фактическое сечение разделки в месте сварки F и определяют ΔF<SP POS="POST">1</SP>=F<SB POS="POST">макс</SB> - F. Сечение наплавки в каждом проходе регулируют по закону F = F<SB POS="POST">макс</SB> - 98ДF<SP POS="POST">1</SP>, но не менее F<SB POS="POST">мин</SB>, а F<SB POS="POST">макс</SB> и F<SB POS="POST">мин</SB> определяют предварительно, исходя из условий сварки. 3 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 23 К 9 16, 33 ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4280711 31-27 (22) 13.07.87 (46) 23.12.89. Бюл. № 47 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) А. А. Рыбаков, Л. И. Файнберг и В. В. Зацерковный (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 963757, кл. В 23 К 9/16, 1980.

Авторское свидетельство СССР № (141052, кл. В 23 К 9/16, 1980. (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ МНОГОС.>1ОЙНОА СВАРКИ (57) Изобрегение относится к автоматической дуговои сварке, в частности к способам многосл >йной сварки стыков со щелевой разделкой с регулированием режимов сварки в зависимости оТ изменения параметров се„„Я0„„1530373 А 1 чения разделки, и можст б)1) ь и«II,>.lt) опани в различны. отр(1«ляг Il;11)() )и > ),озяйств;1, преимущественно в нефтегазв< м и имическом машиностроении. Ц«ль и.t(>(iI)«тt HHH повышение качества t.варныh «<)единений за счет б(лее равномсрного зйпо,)пения разделки по ее длинс. П(н ле в(п)0,)н«ния со<>рочного 3, рабочего i и корнеttol () 5 >ннов «ечсние разделки может «т;!It п«р«мс иным Il<) сечению вследствие нс ровно«!(й (t . Il;l 8.

При выполнении шва 5 з;)мс рян>т 1 !(>i!i;l,tt, РаЗДЕЛКИ И ОПРЕ.СС,)ЯК 1 t «МЦ., )М;1>ЬН> с сечение F .. Г1ри вып<> I«ни;)к!;: о1 ) i:í> .>сд > ющего !1I)oх() та 1(1 мс i г« . I I . 1 >I i>. t h()<. с ечение разделки 1! и< t I«, н,>I>I!! /- и <)111)t дел Як)т А/ =-г, ° ((t" 1< llllt. н;1).. Iil I!),и в каждом lip<)xoд«р«l у.)ирi I >) !I() >;11 t>II !

=!м» вЂ” ЛЕ, llo н>. >It ll< t . 1; >ч., >> 1чр

ÎПРЕДЕЛЯЮт ПР«.il!;IРI> i«ËIHI<». < t. > ч «1 t (,It) вий сварки., 3 ил., I г>10.1.

1530373 (2) 3

Изобретение относится к автоматической дуговой сварке, в частности к способам многослойной сварки стыков со шелевой разделкой с регулированием реъкимов сварки в зависимости от изменения параметров сечения разделки, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, преимущественно в нефтегазовом и химическом машиностроении.

Целью изобретения является повышение качества сварных соединений за счет более равномерного заполнения разделки по ее длине.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа; на фиг. 2 — стык в начале заполнения разделки, поперечное сечение; на фиг. 3 — то же, после окончания.

Способ осу шествляют следующим образом.

После сборки деталей 1 и 2 со шелевой разделкой выполняют сборочный шов 3 и рабочий шов 4 с противоположной стороны разделки, далее выполняют корневой 5, промежуточные 6 и облицовочный 7 швы.

На фиг. 1 схематически показано продольное сечение соединения после сварки промежуточных швов. причем швы 3 — 5 отдельно не выделены. Для большей наглядности процесса выравнивания плошадей сечений незаполненной части разделки на схеме представлен случай, когда ширина разделки постоянна, а колебания по плогцади незаполненной части разделки после выполнения швов 3 и 5 (с нерегулируемым сечением наплавки) определяются только колебаниями глубины разделки от дна 8 10 поверхности 9 основного металла и пропорциональны ей.

Суть способа состоит в обеспечении скорейшего выравнивания площадей сечений незаполненной части разделки таким Образом, что их максимальная разность (ЛЕ "=

=Е«акс — Емин) За КажДЫЙ ПроХОД УМЕНЬШаЕтсЯ на величинУ ((«а- — 1«нн). Это позволЯет равномерно распределить наплавляемый металл при сварке соединений даже с относительно малыми сечениями или с относ сительно большими колебаниями по плошаДИ СЕЧЕНИЯ РаЗДЕЛОК ЛЕмакс, Пример !. Кольцевое соединение многослойных обечаек со щелевой разделкой В=

=11 мм собирают из деталей 1 и 2 и сваривают технологическим 3 и рабочим 4 швами (фиг. 2). Промежуточные швы 5 и 6 сваривают в СО электродной проволокой диаметром 4 мм без остановок (фиг. 3). Превратительно определяют предельные режимы, исходя из условия сварки: 1 .=600 — 780 Л, Ug =33 В, 1 =32 м/ч. При этом максимальный и минимальный токи нахоlHT из условий предотврашения образования горячих трешин (коэффициент формы шва не менее 0,8) в первом случае и о раничения разбрызгивания металла шва во втором

Эти режимы обеспечивают изменение подачи электродной проволоки от 80 до 135 м/ч, что

4 соответствует изменению плошади поперечного сечения наплавки от 31 до 53 мм, определяемой по формуле

HQ и нэ

41 са где f — плошадь сечения наплавки, мм, d, — диаметр электрода, мм;

Гна — скорость подачи -электродной проволоки, м/ч;

V .— скорость сварки, м/ч.

В ходе выполнения корневого шва 5 на постоянном режиме, обеспечивающем заданное проплавление посредством датчика, установленного за дугой, определяют пределы изменен и я площади сечения разделки;

F.- 318 мм ; Е.-=238 мм,!AFM. 80 мм.

В момент начала сварки второго прохода включают систему измерения плошади сечения разделки F в месте определения ЛЕ =—

=Е- — F и регулирования сечения наплавки по уравнению

f =f ìàêñ — сЪ (1:

Одновременно продолжает работать система измерения плошади разделки, установленная за дугой, подготавливая данные по F. u F«для выполнения третьего прохода.

Плошадь сечения наплавки f регулируется за счет изменения скорости подачи электродной проволоки.

Данные по изменению площади незаполненной части разделки и плошади наплавки в трех сечениях по длине разделки, соответствующих максимальной, промежуточной и минимальной исходным плошадям, приведены в таблице.

Количество проходов, обеспечивающих выравнивание плошадей сечений разделки без учета корневого слоя, составляет

ЛЕмакс 80 — — — 3,6=4.

fìàêñ — f«ин 53 — 31

При этом на первых трех проходах сечение наплавки регулируется по всему диапазону от 31 до 53 мм, на четвертом проходе, где ЛЕ. . =80 — ЗХ22=14 мм, регулирование ведется в диапазоне от 39 до 53 мм, а

ВСЕ ПОСЛЕдуЮШИЕ ПрОХОдЫ (ЛЕмакс=О) ВЫПОЛняются при f=f« - =53 мм (фиг. 1, таблица)

Регулирование сечения наплавки можно выполнять также по уравнению

f = f « " + .а Е, где ЛЕ= F — F.".

Количество проходов, необходимое для выравнивания площадей сечений незаполненной части разделки при использовании уравнений (1) и (2), одинаково, поскольку при

Е...с-- F.")f. f". регулировка сечения наплавки в обоих случаях осуществляется

ПО SCeMy ЛнаПаЗОНУ ОТ fìèí ДО /макс, ОДНако, когда после выполнения одного или нескольких проходов разность (Е"«.— Емки) становится меньше, чем (fvasc — f«), регулирование по уравнению (1) позволяет использо1530373

Fnpov, мин

Слой

Сечение I

Сечение II

Сечение III

F лР

F gF — 268

238

80 первого прохода

После

265 0 53

237

28 31

207 58

31 второго прохода

После

6 47

176 36 31 третьего

145

0 53

14 39 прохода

После четвертого прохода

0 53

106

0 53 вать более производительные режимы и заполнить оставшуюся часть разделки при минимальном количестве проходов. Так, при ЛГ =0 согласно уравнению (1) дальнеишая сварка выполняется при f=feaxc, в То время как при регулировании по уравнению (2) дальнейшая сварка выполняется при

f fìèí.

Пример 2. То же, что и в примере 1, но регулирование выполняют по уравнению (2), В результате на четвертом проходе регулирование ведут в диапазоне от fMHH до (fMHH+

+14), т. е. от 31 до 45 мм, а все последующие проходы (ЛЕмаи =О) выполняют при (= /мни= 31 MM

Использование данного способа устраняет необходимость дополнительных подварок ослабленных мест швов. В результате этого повышается качество промежуточных швов, а также благодаря более стабильному заполнению ими разделки и облицовочного шва.

Исходный 318 0

После

212 0 53 206

159 0 53 159

106 0 53 106

Формула изобретения

Способ дуговой многослойной сварки, преимущественно в щелевую разделку, при котором при выполнении каждого слоя замеряют площадь разделки и в соответствии с этим регулируют сечение наплавки путем изменения режима сварки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений за счет равномерного заполнения разделки по ее длине, при выполнении каждого слоя, начиная с второго, датчиком, расположенным позади сварочной дуги, определяют максимальную площадь

Fìàêñ еще незаполненной части разделки на всей ее длине, а при выполнении каждого последующего слоя датчиком, расположенным перед дугой, дополнительно измеряют площадь F сечения разделки в месте сварки, определяют разность ЛЕ =F a.c — F, а регулирование сечения f наплавки в каждом слое производят по закону (= - — AF, но не

20 МЕНЕЕ мин, ГДЕ (макс И /мн МаКСИмаЛЬНО И МИнимально допустимые сечения наплавки в данном слое, определяемые условиями сварки.

1530373 б

6

Б

Составитель М. Буянов

Редактор С. Пека рь Техред И. Верес Корректор О. Кравцова

Заказ 7812t14 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101