Устройство для формирования соединения при контактной стыковой сварке трубы с заглушкой

 

СОЕа СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 30.04. 91. Бюл. У 16 (21) 4291800/27 (22) 15, 06. 87 (72) Л.Т.Бабкин, А.А.Белов, A.À.Ãóñåâ,Н.Б.Звягин, Д.И.Манаенков и О.К.Песляк (53) 621.791.015 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 664785, кл. В 23 К 11/02, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СОЕЛИИКНИЯ ПРИ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКК ТРУБЫ С ЗАГЛУНКОЙ (57) Изобретение относится к контактной сварке, в частности к устройствам для формирования соединения при контактной сварке трубы с заглушкой, и может быть использовано для герме. тизации твэлов энергетических ядерных реакторов в энергетическом маши" ностроении. Цель изобретения — повы-. шение качества и стабильности сварных соединений, а также повышение на" дежности и иэносостойкости устройства. Устройство содержит кольцевой упор"холодильник (КУХ), КУХ выполнен Изобретение относится к области контактной сварки и может быть использовано для герметизации твэлов энергетических ядерных реакторов s энергетическом машиностроении.

Целью изобретения является повыше,ние качества и стабильности сварки

sa счет уравнивания температуры нагрева внутренних приконтактных слоев трубы и наружных заглушки, а

„.SU, 1508458 А 1 (51) 5 В 23 К 11/02 в ниде пакетов теплоотводящих металлических пластин. Пластины электрически изолированы друг от друга слоями высокотемпературной изоляции и скреплены между собой, Устройство содержит кольцевой токоподвод. КУХ и кольцевой токоподвод помещены в обойму из изоляционного материапа.

Устройство имеет также .электрический шунт. #унт соединяет токоотводящие пластины пакетов КУХ друг с другом и с кольцевым такоподвсдои.

Пакеты КУХ и кольцевой токоподвод выполнены разъемными в виде секторов.

Пакеты КУХ соединены с сектором коль" цевого токоподвода электрически изолированными от них кон%Г4ескими зак лепкаМи. Иунт может быть выполнен либо из фольги, либо в виде конусной шпильки из сплава с высоким (,, электрическим: сопротивлением Иэменение омического сопротивления шунта путем подбора материала, сечения позволяет обеспечить требуемый режим

Ми41 сварки. 2 s.ï. ф-лы.4 ил.

Ю также повышение жесткости и иэносо-. стойкости устройства.

На фиг.1 приведена схема устройства (продольный разрез); на фиг.2вид сверху и продольный разрез устройства с шунтом в виде ленты иэ сплава высокого омнческого сопротивления на фиг.3 — вид сверху и продольный

paspes устройства с шунтами в виде по.полой конусной шпильки, выполненной

3 )50845 из сплава высокого омнческого .сопротивления, на фиг.4 — вид сверху и разрез приспособления для сверления отверстий и склепывания пакетов эа5 готовок устройства.

Устройство для сварки трубы 1 (фиг,l) с заглушкой 2 состоит иэ кольцевого токоподвода 3, теплоотводящих металлических пластин 4 коль- 10 цевого упора-холбдильника (КУХ) для отвода тепла из зоны сварки. Теплоотводящие пластины нм зют электрический контакт с трубой 1 и кольцевым токоподводом, а также с шунтом 5 15 (фиг.2-3). Устройство помещено в изоляционную обойму б. Теплоотводящие пластины 4 и кольцевой токоподвод 3 соединены между собой в секторы 7 (фиг.2) с помощью конусных закле-20 пок 8, Конусиые заклепки 8 электрически изолированы от соединяемых деталей изолирующими коническими втулками,9. На торце устройства для повышения жесткости закреплена шайба 1 О. .)Чунт 5 может быть изготовлен из фольги (фиг.2) или выполнен в виде конусной полой шпильки (фиг.3), Иатериалом шунтов может служить, например, нихром, манганин, фекраль и т.дч 30 т. е. сплавы, обладающие высоким электрическим сопротивлением. Теплоотводящие пластины выполняют из бронзы,например, BpHST. Теплоотводящие пластины по плоским поверхностям 35 электрически изолированы друг от друга. Изоляционным .материалом могут служить пластины стальной фольги толщиной (0,1-0,01) о, поверхности которых, прилегающие к пластинам 40

КУХ, оксидированы.

При сварке трубы 1 с заглушкой 2, диаметр которой больше внутреннего диаметра трубы, трубу зажимают в 45 устройстве сектораии КУХ до смыкания секторов 7 между собой. При этом обеспечивается плотный электрический контакт пластин 4 КУХ с трубой 1 и кольцевым токоподводом 3. Отдельные пластины 4 КУХ соединены между собой отрезками трубы, имеющими сопротивление R „и отрезками шунта с сопротивлением R,„, При этом, поскольку % р, Ъ р = ° тр.д(фиг ° 1) в 55 а R, Ки, ...R потенциалы в узловьм точках трубы и шунта, обусловленные протеканием через трубу тока

Ттр и через шулт тока 1, будут

4 равны между собой. Следовательно, токи через отводящие пластины, эа исключением первой, будут равны нулю, а токи через трубу и шунт распределяются согласно закону Ома, т.е. обратно пропорционально сопротивлениям. Экспериментально установлено, что оптимальное и стабильное формирование сварных швов в пределах

1,„ь = 2,5 Р при использовании в качестве материала теплоотводящих пластин бронзы 7p H) T обеспечивается, когда величина тока через шунт сектора КУХ составляет 0,5-1,0 от величи-ны тока, протекающего через соответствующий участок трубы. Перегрев

% шунта в устройстве исключей, так как он соединен со всеми теплоотводящими пластинами и токоподводом трубы, Возможность изменять сопротивление шунта (путем подбора материала, сечения и т.д,) позволяет обеспечить та- кой режим .сварки, при котором исключен перегрев свариваемых материалов и достигается стабильность качества получаемых сварных соединений. После зажима трубы в КУХ подают импульс сварочного тока и осуществляют осадку свариваемой заглушки.

Иунт может быть изготовлен в виде ленты из сплава с высоким омическии сопротивлением, например стали 12Х

18П)ОТ. 11)унт в виде ленты позволяет получать сопротивление сектора кольцевого упора-холодильника порядка 1-2 мОм. Нунт может быть изготовлен и в виде полой конусной шпильки.

Такой шунт удобен в том случае, когда сопротивление сектора 7 КУХ не должно превышать 600-800 икОм. Использование такого кунта повышает .жесткость крепления всего пакета сектора, включая токоподвод. Кроме того, упрощается подгонка значений сопротивления шунтов КУХ, которые должны быть равны между собой, путем их рассверловки и возможности замены без разборки собранных секторов.

Диапазон толщин фольги с оксидированной поверхностью, используемой в КУХ для изоляции теплоотводящих пластин друг от друга, равный (0,10,01)о, обусловлен следующим. При толщине фольги меньше 0,01 8 электрическая изоляция получается некачественной и при подаче импульса сварного тока происходит замыкание теплоотводящих пластин друг с другом

1508458

1О

20 б5 заусенцами, образованными при изготовлении (сверлении, расточке) сектора, Если толщина фольги больше О!1Ю! существенно снижяетсл теплоотвод пластин КУХ и происходит пригорание пластин КУХ к поверхности свяривяемой трубы, что недопустимо, Использование стальных изолирующих прокладок в КУХ повышает износостойкость устройства.

Технолог!!л изготовления устройства проста.

Пакет заготовок 1 1 (коль!!а токоподводя, чериеиные теплоотводлщие пластины, иэоллц!!с!и ял сбоймя, шайба жесткости) с при!!Уском по няруж Ому диаметру 6-8 мм укладывается во втулку кондуктора 12 (фиг.4), накрываетсл крьш!кой! с отверстилми

)3 и затягивается накидной гайкой 14. и

По отверстиям в крышке 13 !1 пакете заготовок сверллтс.! сквозные отверс-HX Pc3 3B 0 Pc+ I HB GP3T IIOH CIIO1I верткой, запрессовыгяют в них конусные шпильки-и!унты и ItoIIócíûå изолированные заклепки и послд!!ие расклевывают (все это не разбирал кондуктора}, Затем склепанный пакет извлекают из кондуктора, разрезают на три части и в специальных оправках в сложенном в кольцо состоянии прота !и11яют снаружи и рястачиваю! иэн rрv.. Такая технология обеспечивает требуемь е жесткость крепления, точность обра ботки и получение требуемых сопротивлений секторов устройства (последнее проверяется микроомметром).

Методика получения изолирующего оксидного слоя для теплоотводящих пластик стандартная. Получаемый слой чернения имеет толщину порядка долей мкм и электрическое сопротивление 20-100 Ом. Стальные прокладки .из фольги оксидируют также в соответ" ствии со стандартной технологией химического оксидировячня. Технология скрепления пакетов заклепками более проста и надежна,чем склеивание.

Устройство йоэволяет повысить ка" чество й.стабильность (по ширине швов> стыковых сварных соединений, а тем сам!% повысить качество и надежность герметизации твэлов энергетических ядерных ре".кторов.

Формула иэобретенил

1. Устрой!ство для фор;.«ровянил соединения при ко!1тякт!!о!! тыково!! сварке трубь! с. эягл IIIKnit содержащее кольцево!! ряэье!!!ь!й токо!1оц!1 1д

И ПО!!Е!. Е!!!!Ый В КОЛ!.. ЯВУю РЯ !ЪЕМИУЮ обойму; з иэоллцио!!!!Ого !.ятерияля

КОЛЬЦЕВО!! ЯЭЪ - М»ЬГй У!!О! ХОЛОД;-!ЛЬ

III!x, выполненнь!й в вице !1!1кетев, зякре!!ле!!!!ых между собой, эле;тр!1чески !!эо, Ipnt! ati!;Itx. др:и - т дру! э

М Е 7 ЯЛ!! И Е CIC I IÕ r 1Л Я C Ò II I! Il Ð Р! Р I t И !<, У -ллрньгх оси отверстия !.О!!ь!!е! Ого упора"холодильника, О т л и ч я ю щ ее с я тем, что, с целью повышения качества и стабильности сварки, повышения надежности и и носостойкости устройства, оно снабжено электрически изолированными эяк!!епкями и электрическим шунтом, соепинлЮщиMtf пластины пакетов упора-холодильника с ко. 1ьцевым тОкОПОдв Одом2. УСтройство IIo и.1, о т л ич а !а щ е е с я тем, что электричес" кий шунт каждого сектора кольцевого упора-холодильника выполнен в виде лентл! иэ сглява высокого огп!ческого сопротивления, шириной, превьлляющей

35 высоту сектора кольцево"o q-пора-халодильника в 1, 5-4 разя, помеГ-;РикОЙ между парус:.Ой цилиндр !ческе!" цоверхностью кольцевого упора-холодильника и внутренн и цилиндрической поверхностью сектора изоляционной обоймы е

3, Устройство по п.1, о "т л и" ч ающе е с-я тем, что, с целью поэьямния надежности шуптя, Он выполнен в виде конусной полой шпильки из сплава высокого Омического сопротивления, при этом в пластинах кольцевого упора-холодильника и кольце вом токоподводе выполнено сквозное конусное. Отверстие, в которое шунт запрессован.!

508458

1508458

Составитель В,Зотин

Редактор Е.Иесропова Техред М.Ходанич .Корректор Т.Малец

Заказ 2145 Тираж 536 Подписное

ВНИИПИ Государстненного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

)f3035, Москва, Х-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгорад, ул. Гагарина, 101