Способ дуговой сварки неплавящимся электродом

 

Изобретение относится к области аргонодуговой .сварки и может быть использовано при производстве прямошовных труб. Способ позволяет повысить производительность и качество сварки. Сварку труб осуществляют катодом , состоящим из трех вольфрамовых прутков, два из которых расположены симметрично относительно оси симметрии опорно-сварочных роликов, а торец третьего прутка утоплен относительно общего притупления двух других прутков на величину 1-1,5 мм. По осевому каналу, образованному вольфрамовыми прутками, подают аргон , причем при диаметре прутка 2,9 мм и длине дуги 1 мм расход аргона составляет 0,9-1 л/мин. При использовании данного способа повьппается пространственная устойчивость подогревающей дуги на повышенн к скоростях сварки.. 3 ил. 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИН

09) (11) (594В 23К9 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3862430/25-27 ,22) 04.03.85 (46) 07.01.87. Бюл. № 1 (71) Тульский политехнический институт и Московский трубный завод (72) В.А. Судник, А.С. Рыбаков, И.К. Мешкова, О.И. Зайцев, Ю.П, Мягков, Е.М. Кричевский, Г.Г. Поклонов, В.Н. Львов, В.Я. Гольберг, В.Ф. Евдокимов и В.П. Орлов (53) 62!.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 761183, кл, В 23 К 9/24, 1978. (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕПЛАВЯ:ЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ (57) Изобретение относится к области аргонодуговай .сварки и может быть использовано при производстве прямошовных труб. Способ позволяет повысить производительность и качество сварки. Сварку труб осуществляют ка- тодом, состоящим из трех вольфрамовых прутков, два из которых расположены симметрично относительно оси симметрии опорно- сварочных роликов, а торец третьего прутка утоплен относительно общего притуплении двух других прутков на величину 1-1,5 мм.

По осевому каналу, образованному вольфрамовыми прутками, подают аргон, причем при диаметре прутка

2,9 мм и длине дуги мм расход аргона составляет 0,9-! л/мнн. При использовании данного способа повышает-

Я ся пространственная устойчивость подогревающей дуги на повышеннЫх скоростях сварки. 3 ил.

С:

1 12813

Изобретение относится к аргонодуговой сварке неплавящимся электродом преимущественно прямошовных труб.

Целью изобретения является повы4 шение производительности и качества сварки.

На фиг. 1 показана схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 составной катод; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2. f0

Способ состоит в следующем.

Тепло, необходимое для предварительного подогрева, получают от двух дуг, симметричных относительно оси трубы. Дуги имеют самостоятельные ак- 5 тивные пятна 1, расположенные на соответствующих кромках 2 трубной заготовки 3 и образованы путем осевого разделения потоком аргона с расходом, пропорциональным длине дугового промежутка и диаметру прутка. Катод 4 состоит из трех заточенных вольфрамовых прутков, два из которых (5) расположены симметрично относительно оси симметрии опорно-свароч25 ных роликов 6, а торец третьего прутка 7 утоплен относительно общего притупления двух других прутков на величину 1-1,5 мм.

Перед началом сварки электрод 4 подогревающей дуги помещают перед точкой 8 схождения кромок 2 на рас стоянии L характеризуемом зазором между кромками, равными 0,5 диаметра прутка. Неплавящийся электрод 35 проплавляющей дуги 9 расположен за точкой схождения на расстоянии L

= 5-10 мм от нее. Затем приводят в движение трубную заготовку 3 со скоростью сварки, подают аргон по осевому каналу катода 4; возбуждают по, догревающую и проплавляющую дуги и производят сварку. Расход аргона по о осевому каналу устанавливают из соотношения 45

55 2 зависящим от диаметра вольфрамового прутка, составляющего электродный узел.

Эксперименты по исследованию влияния параметров режима сварки (длины дуги 1, тока разряда I, расхода газа через осевой канал электродного узла Q., сечения канала) на г разделение дугового разряда проводят на установке, оснащенной источником питания, сварочной горелкой с электродным узлом и массивным медным водоохлаждаемым анодом. Длину дугового промежутка устанавливают и контролируют с помощью щупов с точностью

0,01 мм. Расход аргона (л/мин), подаваемого в осевой канал катода, устанавливают и контролируют с помощью расходомера — ротаметра типа РМ и градуировочного графика к нему. Параметры заточки рабочей части электродного узла: диаметр притупления

dn,v,= 0,65; d „„ (с1„р — диаметр пруто ка) и угол заточки ы = 30 поддерживают в -процессе измерений постоянными. Диаметры вольфрамовых прутков, составляющих электродный узел, выбирают равными 1,9; 2,9; 3,9 мм. Диапазон исследуемых технологических длин дугового промежутка составляет

1-6 мм, Величину тока разряда варьируют в пределах 120-300 А. Каждый эксперимент повторяют не менее трех раз. Критерием оценки разделения дугового разряда йа составляющие дуги при заданных значениях 1, t>, и,: служит достижение осевым потоком аргона поверхности анода, фиксирующееся визуально при 25-кратном увеличении зоны горения разряда.

Формулу расчета. расхода газа .(аргона) через осевой канал электродного узла в виде уравнения регрессии получают путем статистической обработки на ЭВМ массива экспериментальЕ„=1 + 1„,, где Q; — расход аргона, л/мин; г — длина дугового промежуточка, мм; 50

d „р — диаметр прутка, мм; — эмпирический коэффициент, равный 0,3 л/мин-мм; с — эмпирический коэффициент, равный 83"10 л/мин мм

-з

Уравнение устанавливает связь расхода аргона по осевому каналу с длиной дуги и размером поперечного сечения осевого канала, конструктивно ных данных.

Способ позволяет точно дозировать количество аргона через осевой канал, обеспечивающее разделение подогревающей дуги на две составляющие, имеюшие самостоятельные активные пятна. При расходе меньшем, чем (k f +

Я

+ с d„р ) происходит неполное разделение разряда с образованием общего анодного пятна, приводящего к неустойчивому режиму горения и дефектам сварного соединения. Расход газа 2 больший, чем (k f g + с Й„р ) нарушает

3 12813 пространственную устойчивость образующихся дуг, ухудшает их защиту, вызывает подсос окружающего воздуха в атмосферу дуг и приводит к дефектному характеру плавления кромок.

Величина Z для указанного выше, диапазона длин дуг, величин токов и диаметров прутка составляет !—

1,5 мм. Она определяется экспериментально, исходя из условия исключения f0 образования третьей дуги (1 мм) и нарушения сплошности потока защитного газа, истекающего из осевого канала (1 5 мм), Зазор между кромками трубной заго- 15 товки, равный 0,5 диаметра прутка на расстоянии L от точки схождения кромок, на котором располагают подогревающую дугу, обеспечивает безударное прохождение потока защитного га- 20 за, подаваемого по осевому каналу, и выбирается равным наибольшему размеру канала.

Расстояние L = 5-10 мм от точки схождения кромок, на котором распола-25 гается проплавляющая дуга, является оптимальным с точки зрения обеспечения качественного формирования шва (без гребнеобразного вццавливания жидкого металла) и нахождения участка 30 сварного соединения с пониженной технологической прочностью в зоне сжимающих усилий опорно-сварочных роликов.

П р и м е .р. Промышленное опробирование проводят при сварке труб типоразмера 38 2,0 из стали. Режим сварки: сварочный ток подогревающей дуги 160-180 А, сварочный ток основ ной проплавляющей дуги 450 А, ско- 40 рость сварки 3,2 м/мин, величина зазора между кромками в месте расположения подогревающей дуги 1,0 мм, диаметр прутка в электродном узле

55 Д

2,9 мм,. длина подогревающей дуги

1 мм,. минутный расход аргона по осевому каналу, определенный по формуле, составляет 0-,9-1 л/мин.

Применение предлагаемого способа при сварке труб из стали на трубоэлектросварочном стане позволяет повысить производительность и качество сварки, а также исключить дефектное формирование сварного соединения и повысить пространственную устойчивость подогревающей дуги на повышенных скоростях сварки.

Изобретение позволяет повысить производительность трубоэлектросва- рочных станков на 407 при хорошем качестве сварного соединения.

Формула изобретения

Способ дуговой сварки неплавящимся электродом преимущественно прямошовных труб с предварительным подогревом.дугой, горящей с катода, состоящего из трех прутков, образующих канал с подачей осевого потока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и качества сварки путем разделения дуги на две составляющие, симметричные относительно оси трубы, рабочий торец одного из прутков утапливают относительно двух других, а расход аргона по каналу устанавливают, исходя из соотношения

q,=1 и +с?Пр, где Q — расход аргона, л/мин, г

I — длина дуги, мм;

d диаметр прутка, мм, k — эмпирический коэффициент, равный 0,3 л/мин мм; с — эмпирический коэффициент, равный 83 10 з л/мин- мм .

Составитель Г. Тютченкова

Редактор В. Иванова Техред Н.Глущенко Корректор С. Черни

Заказ 7193/9 . Тираж 972 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4