Способ дуговой сварки

 

Изобретение относится к электродуговой сварке продольных швов труб и может быть использовано при изготовлении трубопроводов в нефтехимическом машиностроении и тяжелом машиностроении. Цель изобретения - повышение производительности процесса за счет качественного формирования обратного валика шва. К прямошовной трубе подключают два токопровода к ее концам от одного зажима сварочного источника постоянного тока, а к электроду - от другого зажима. При сварке ток J, протекающий по электроду, разделяют на ток J<SB POS="POST">1</SB>, протекающий по изделию в направлении, противоположном направлению сварки, и ток J<SB POS="POST">2</SB>, протекающий в направлении сварки. При этом ток J<SB POS="POST">1</SB> Wыбирают из соотношения тока J и диаметра D свариваемой трубы по формуле J<SB POS="POST">1</SB> = (170-220) J/D, что обеспечивает регулирование магнитного поля сварочного тока и электромагнитной силы, воздействующей на жидкий металл сварочной ванны, а следовательно, регулирование формирования обратного валика шва. Выбор тока J<SB POS="POST">1</SB> за пределами указанного соотношения приводит к ухудшению формирования шва и образованию пористости в наплавленном металле. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 31/ОЬ, 9/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4407959/31-27 (22) 12.04.88 (46) 30.11.89. Бюп. К - 44 (71) Мариупольский металлургический институт (72) В.И. Щетинина и А.И. Акулов (53) 621.791.75(088.8) (56) Патент Японии и 46-24763, кл. В 23 К 11/06, 1968. (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к электродуговой сварке продольных швов труб и может бьгть использовано при изготовлении труЬопроводов в нефтехимическом машиностроении и тяжелом маши" ностроении. Цель изобретения — повышение производительности процесса за счет качественного формирования обратного валика шва. К прямошонной трубе подключают дна токопровода к ее

Изобретение относится к электродуговой сварке продольных швов труб и может быть использовано при изготовлении трубопроводов н нефтехиммашиностроении и тяжелом машиностроении °

Цель изобретения - повышение производительности процесса за счет качественного формирования обратного валика шва.

Способ осуществляется следующим образом.

Прямошовную трубу устанавливают на снарочный стенд с флюсовой подушкой.

К обоим концам трубы подключают сна„„SU„„1524981 А 1

2 концам от одного зажима с нарочного источника постоянного тока, а к электроду — от другого зажима. При сварке ток I, протекающий по электроду, рг зделяют на ток I протекающий по изделию в направлении, противоположном направлению сварки, и ток 1, протекающий в направлении сварки ° При этом ток 1 <. выбирают из соотношения тока

I и диаметра D снаринаемой трубы по формуле 1 < = (170-220) I /D, что что обеспечивает регулирование магнитного поля сварочного тока и электромагнитной силы, воздействующей на жидкий металл сварочной ванны, а следовательно, регулирование формирования обратнот о валика шва. Выбор тока

I за пределами указанного соотноше1 ния приводит к ухудшению формирования шва и образованию пористости н наппавленном металле ° 1 табл. рочные провода от одного зажима сварочного источника питания, а на электрод подключают сварочный провод второго зажима источника, При сварке ток I, протекающий через электрод, разделяют на дна тока I, и 1, протекающие по изделию. При этсм ток протекающий по изделию впереди эоны сварки, направляют и сторону, совпадающую с направлением сварки, а ток

I протекающий по изделию сзади -,о2 ны сварки — в сторону, сс впалаююук направлением сварки, изменяя тем .амым магнитное поле сварочного ко з ура. Магнитное поле сварочнг - ». и

1524981 электромагнитная сила, воздействующая на жидкий металл сварочной ванны, зависят от величины сварочного тока и диаметра свариваемой трубы. При од5 носторонней сварке на флюсовой подушке жидкий металл сварочной ванны находится под действием давления дуги, гидростатического давления жидкости и электромагнитных сил с одной сторо- 10 ны и под действием поверхностного на". тяжения сварочной ванны и давления флюсовой подушки с другой. Уменьшением направленной вниз электромагнитной силы регулируют величину обратно- 15 го валика шва, за сггет назначения величины тока, протекающего по изделию в сторону, совпадающую с направлением сварки, в зависимости от величины тока 11 протекающего через электрод, и диаметра D свариваемой трубы по формуле

1 (170-220) I

1 D

При величине тока I менее 170

I D увеличивается величина тока Iz, протекающегоо сзади дуги по жидкому металлу сварочной ванны. Соответственно увеличивается направленная вниз электромагнитная сила, под действием которой жидкий металл протекает в зазор, в результате чего формирование обратного валика нарушается. Кроме того, нарушается стабильность процесса в результате периодического обрыва дуги под действием большой электромагнитной силы.

При увеличении тока I более 220 4р

I усиливается погружение дуги в осD новной металл, вследствие чего размер активного пятна уменьшается и увеличивается давление дуги на жидкий 45 металл сварочной ванны, В результате равновесие жидкого металла в сварочной ванне нарушается и обратное формирование швов ухудшается. Кроме этого, увеличение тока I более 220

I — приводит к газонасышению сгзарных

D швов и образовании пор в наплавленном метал.ге.

Выпопн ение способа поясняется сле-, 55 дующим примером.

Производ глась односторонняя сварка встык на гы исовой подушке прямошовних труб диаметром 426 мм, 630 мм с толшпной стенки 8-10 мм. Сварка производилась комбинированным электродом, состоящим иэ проволоки ф 4 мм и ленты сечением 45х4,5 my, на постоянном токе обратной полярности. В качестве источника питания использовали сварочный выггрнмитель ВМГ-5000. Токоподвод осуществляли в начало и конец трубы кабелями сечением соответственно 230 и 170 мм, 240 и 160 мм, 270 и 130 мм, 360 и 140 мм . Результаты проведенных исследований влияния величины тока Хг, протекающего по изделию в направлении, совпадающем с направлением сварки, на производи тельность процесса, качество формирования швов и стабильность процесса представлены в таблице °

В результате проведенньгх исследований установлено, что величина тока

I (1/0-220) — является оптимальной.

Испол ьз о ванне пр едл ага емого с пос оба сварки обеспечивает замену двухсторонней сварки на одностороннюю за счет уменьшения направленной вниз электромаг ггитной силы, действующей на жидкий металл ванны, и обеспечение качественного формирования обратного валика на флюс овой подушке; повышение производительности процесса в 2 раза; снижение энергоемкости и материалоемкости процесса сварки за счет уменьшения расхода электроэнергии и количества присадочного материала; улучшение качества сварных швов за счет формирования плотных швов без шлаковых включений, что снижает затраты на ремонт сварных швов.

Формул а изобретения

Способ дуговой сварки на постоянном токе продольных швов труб с токоподводом к изделию в двух точках перед зоной сварки и за ней, при котором сварочный ток, протекающий через электрод, разделяют на два тока, протекающие па изделию в ггаправлеггиях, противоположном направлению сварки и совпадающем с ним, и раздельно регулируют эти токи, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности процесса за счет качественного формирг вания обратного валика шва, при сварке под фгюсом ток, протекаищигг по изделию в наиравлении, 1524981 где совпадающем с направлениеи сварки, выбирают в зависимости от соотношения тока, протекающего через электрод, и диаметра свариваемой трубы по формуле

I (170-220)-I

Производительность процесса

Варианты сварки

Высота обратного

Ширина шва, ии

Стабил ьность процесса

Скорость Плотсварки, ность и/ч шва валика

18-24

100,0 Нет пор Не стаб. 0-5

19-20

3-5

100,0 Поры

Стаб. (1300 230х — — ) 2400

426

I 170—

1 D

24 00 (9501 70х — — ) 426

2-3 20-21

100,0 Нет пор Стаб.

I . 220I

4 . р

2-3 20-21

100,0 Нет пор Стаб. (1240220х---,-) 2400

426

Труба ф 630 мм

100,0 Нет пор Не стаб. 0-5 18-24

3-5 19-20

100, 0 Поры

Стаб.

2-3 20-21

100,0 Нет пор. р Стаб. шов плотный

I=220

1 и

2400 (840 = 220 -- — ) 630

2-3 20-21

100,0 Нет пор, Стаб, шов плот.

ТрУба 6426 мм

««

1b0

1 D (900 160 --,--)

426

230I

I p

I = 160

1

2400 (600= 1 60- —.— )

I 230

I D

2400 (880 230 — — )

I=1701

2400 (650= 1 70 — —,-)

630 ток, протекающий по изделию в направлении, противоположном направлению сварки А; ток, протекающий через электрод, А; наружный диаметр трубы, мм.

Качественные показатели

/у