Способ сварки плавлением
Изобретение может быть .использовано в технологии сварки плавлением концентрированным источником энергии, Сущность изобретения заключается в том, что на стыке свариваемых деталей на всю толщину выполняют отверстие, источник нагрева устанавливают над отверстием. Затем увеличивают мощность источника нагрева до значения, обеспечивающего проплавление деталей на всю толщину, и включают перемещение источника нагрева относительно деталей. Отверстие выполняют ромбовидной формы с малой диагональю, равной диаметру источника нагрева, и большей диагональю, равной длине сварочной ванны . В процессе сварки большую диагональ совмещают со стыком. 1 табл. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s В 23 К 15/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
{21) 4790036/08
{22) 12.02.90 (46) 30.03.92. Бюл, %12 (71) Научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) О.M.Íîâèêoâ, В.П.Морочко, В.О.Токарев, В.М.Петрованов, Г.Л,Зубриенко и
Н.С.Барабохин (53) 621.791.75 (088.8) (56) Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. / Под ред, Б.Е.Патона. — М.: Машиностроение, 1974, с.182 — 183, Патент США М 3448240, кл. В 23 К 15/00 (219-121),03,06.69.
Изобретение относится к сварке, а именно к технологии сварки плавлением концентрированными источниками энергии (дугой, электронным лучом, плазмой, лазерным лучом и т.д.), и может быть использовано в любых областях машиностроения..
Известен способ сварки плавлением концентрированным источником энергии, при котором процесс начинают с входных технологических планок.
Недостатком способа является ограниченность его применения в зависимости от конфигурации шва. Способ неприемлем для замкнутых швов.
Известен способ электронно-лучевой сварки с предварительно выполненным на линии стыка свариваемых деталей на всю глубину отверстием диаметром, равным диаметру луча. Процесс сварки начинают с отверстия и переплавляют металл на его стенках. Способ обеспечивает на участке
„„. Ж ÄÄ 1722746 А1 (54) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение может быть. использовано в технологии сварки плавлением концентрированным источником энергии, Сущность изобретения заключается в том, что на стыке свариваемых деталей на всю толщину выполняют отверстие, источник нагрева устанавливают над отверстием. Затем увеличивают мощность источника нагрева до значения, обеспечивающего проплавление деталей на всю толщину, и включают перемещение источника нагрева относительно деталей. Отверстие выполняют ромбовидной формы с малой диагональю, равной диаметру источника нагрева, и большей диагональю, равной длине сварочной ванны. В процессе сварки большую диагональ совмещают со стыком. 1 табл. 2 ил. начала шва стабильную геометрию проплавления.
Недостатком способа является малая протяженность полости по длине стыка.В начале процесса сварки расплавленный металл сварочной ванны переносится в сторону, противоположную скорости сварки, и объем отверстия недостаточен. для его заполнения. Поэтому расплавленный металл отбрасывается на RQBBpxHQGTb основного металла, образуются наплавы, что нарушает геометрию шва на этапе его завершения и вызывает непровары в корневой части шва.
Кроме того, на начальном участке шва свариваемый металл холодный и требуется большое тепловложение по сравнению с установившимся процессом для стабильного проплавления на всю высоту стыка и устранения непровара, Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем устранения непроваров в корневой части шва.
Способ обеспечивает снижение брака изделия, устраняет подварки сварных швов и повышает их сопротивляемость к хрупкому разрушению.
Поставленная цель достигается тем, что в способе сварки плавлением, при котором на стыке свариваемых деталей на всю тол- 1 щину выполняют отверстие, источник нагрева. устанавливают над отверстием.
Увеличивают мощность источника нагрева до значения, обеспечивающего проплавление деталей на всю толщину, и включают перемещение источника нагрева относительно деталей. Отверстие выполняют ромбовидной формы, малая диагональ которого равна диаметру источника нагрева, а большая диагональ — длине сварочной ванны, причем большую диагональ совмещают со стыком.
На фиг.1 изображена разделка свариваемых кромок на начальном участке сварки, внешний вид; на фиг.2 — сечение А — А на фиг.1, Способ состоит в изготовлении на свариваемых кромках на всю их толщину разделки 1 в форме равнобедренного треугольника с высотой d/2 и основанием, равным длине сварочной ванны, где d — диаметр источника нагрева, стыковки свариваемых кромок деталей 2 так, чтобы в стыке образовалось отверстие ромбовидной форMb1 с меньшей диагональю, равной б. VIGTQR ник нагрева устанавливают в начале ромбовидного отверстия (точки Б или В), сварку выполняют в направлении большей диагонали ромбовидного отверстия, Изготовление ромбовидного отверстия на начальном участке сварки компенсирует отвод тепла за счет теплопроводности в холодный свариваемый металл и увеличивает проплавляющую способность источника нагрева. Отверстие заполняется расплавленным металлом сварочной ванны и предотвращает наплывы металла на поверхности свариваемой детали (кромок).
Изготовление отверстия ромбовидной . формы с максимальной шириной, равной диаметру источника нагрева, обусловленно необходимостью эффективного использования энергии источника нагрева для расплавления свариваемого металла.
Ромбовидное отверстие способствует улавливанию большей части энергии, так как ширина зазора в стыке увеличивается и уменьшается постепенно, На начальной стадии процесса (точки Б или В) металл свариваемых кромок плавится и в виде волны
На всех режимах сварки с разделками свариваемых кромак, обеспечивающими
55 максимальную ширину ромбовидного отверстия, равную диаметру источника нагрева, и ее длину, равную длине сварочной ванны, непровары в корне шва на этапе перекрытия и в начале шва не наблюдали. переносится по длине отверстия к вершине противоположного угла, За счет сил поверхностного натяжения расплавленный металл удерживается на стенках
5 ромбовидного отверстия и препятствует сквозному проникновению через стык частиц энергии. При этом большая часть тепловой энергии поглощается вертикальными стенками разделки. Диаметр источника на0 грева определяют перед сваркой по прожигу фольги иэ тугоплавких металлов на рабочем режиме сварки.
Длину ромбовидного отверстия I выбирают равной дли: е сварочной ванны с лице15 вой стороны шва, Экспериментально установлено, что на рекомендуемы, в производстве режимах сварки конструкционных сталей и сплавов толщиной 3 — 60 мм длина сварочной ванны изменяется в преде20 пах 10 — 45 мм. Только при этих условиях жидкий металл сварочной ванны равномерно заполняет полость и устраняются непровары в корневой части шва на этапе его завершения и в начале шва.
При I меньше длины сварочной ванны жидкий металл выносится на поверхность свариваемых кромок на этапе начала шва, Толщина соединения в этом месте увеличи30 вается и при перекрытии шва на этапе его завершения образуются непровары, При больше длины сварочной ванны разделка свариваемых кромок не заполняется жидким металлом сварочной ванны и
35 образуется провисание на участке начала шва. Этот поверхностный дефект при перекрытии шва остается, Для его исправления необходимо уменьшать тепловложение на этапе завершения шва, что усложняет тех40 нологию, Пример. Выполняли импульсно-дуговую сварку(ИДСП) плавящимся электродом диаметром 1,6 мм, электронно-лучевую (ЭЛ С) и лазерную (Л С) сварку алюминиевого
45 сплава 1201. При ИДСП использовали подкладку с формирующей канавкой, а сварку выполняли в нижнем положении. При ЭЛС и ЛС сварку выполняли на весу вертикальным и горизонтальным лучами, ЭЛС выпол50 няли с энергокомплексом ЭЛА = 60/60, а Л С вЂ” на установке ЛТ1, 1722746
Качество соединении
Длина . Разнеры рвзделванны, ки
Диаметр источника, мм
Режим сварки
Способ сварки
Н, мм мм
19 19 3,5
19 19 3 ° 0
Непрозары отсутствуют
3,5
НДСЛ
Непроввры в корне при перекрытии шва
«I I»
19 19 4,0
Эанимение с лицевой стороны шва
« I I»
19 15 3,5
Непровары в корне при перекрытии ввв
19 25 3,5
Занижение шва с лицевой стороны
Непровары в начале шва
19 Без разделки
»l l«
11«
° !»
1,5
Непровары отсутствуют
20 20
860 47
1,5
ЭЛС и»
«11«
Непровары в корне при перекрытии вва
1;0
2,0
Занижение лицевой стороны шва
lt»
15 1,5
Непровары в корне при перекрытии вва
«11»
«11
«1 l«
Эанимение с лицевой стороны шва
«tl
25 1,5
ll»
«tl»
° t
Непровары в начале шва
Бвз разделки
17 17 2,0 и
«I I»
«I I»
2,0
Непровары отсутствуют
4,5
ЛС
1 5
Непроеары в корне при перекрытии шва
«11«
t °
«11»
2 5
Занижение с лице вой стороны вва
I °
«11
20 2,0
Занижение с лицевой стороны шва
«t I» н
15 2,0
Непровары в корне при перекрытии шва
I l« н
Непровары в на" чапе швв
Без разделки
»l f
Ъ л
В таблице приведено влияние параметров режима и геометрических параметров на качество сварных соединений.
Формула изобретения
Способ сварки плавлением, при котором на стыке свариваемых деталей на всю их толщину выполняют отверстие, источник нагрева устанавливают над отверстием, после чего увеличивают мощность источника до значения, обеспечивающего проплавление деталей на всю толщину, и включают перемещение источника нагрева относительно деталей, отличающийся тем, что,с целью повышения качества сварных соединений путем устранения непроваров в
5 корневой части шва, отверстие выполняют ромбовидной формы, малая диагональ которого равна диаметру источника нагрева, а большая диагональ — длине сварочной ванны, причем большую диагональ совмещают
10 со стыком.
1722746
Составитель О.Новиков
Редактор М.Кобылянская Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Малец
Заказ 1023 Т.и раж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
