Способ аргонодуговой сварки кольцевых стыков трубчатых деталей

Изобретение относится к способу аргонодуговой сварки кольцевых стыков трубчатых деталей, одна из которых выполнена в форме стакана с центральным отверстием в донной части, а другая трубчатой формы. Формируют пакет из трубчатых деталей путем установки трубчатой детали на опору и установки на ее торец упомянутой детали в форме стакана дном вверх. На сформированный пакет трубчатых деталей надевают центратор, выполненный в виде стакана с диаметрально выполненными в его стенке отверстиями. Прикладывают осевое сжимающее усилие к донной части центратора и осуществляют фиксацию трубчатых деталей локальной аргонодуговой сваркой стыка по его наружной поверхности через отверстия центратора. После чего снимают осевое сжимающее усилие, удаляют центратор и проводят сварку стыка с внутренней стороны пакета трубчатых деталей в импульсном режиме. В результате устраняется вероятность возникновения несоосности свариваемых трубчатых деталей, а также вероятность возникновения растягивающих напряжений в металле шва, которые значительно снижают его прочность в готовом изделии. 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к технологиям аргонодуговой сварки и может быть использовано для автоматической сварки кольцевых стыков трубчатых деталей малого диаметра, например пакетов форсунок, панелей теплообменников, блоков гидросистем, используемых в различных областях машиностроения, автомобильной промышленности, при изготовлении изделий ракетно-космической техники.

Известен способ сварки неповоротных стыков труб, в котором при аргонодуговой сварке пакета из трубчатых деталей, требуемое усилие шва получают многократным прогревом стыка между деталями, что формирует напряжение сжатия и пластическую деформацию в нагретом металле за счет «подпора» со стороны холодных участков труб (см. журнал «Сварочное производство» №10, 1983 г., с. 27-29).

Известный способ характеризуется простотой в подготовке кромок стыка и удобен при сварке труб малого диаметра в труднодоступных местах. Однако его использование не обеспечивает поддержания требуемого уровня сжимающих напряжений в металле шва из-за неоднородности свойств материала трубчатых деталей по их контуру, что повышает вероятность возникновения растягивающих напряжений в металле шва и, соответственно, снижение прочности шва в готовом изделии.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ автоматической аргонодуговой сварки кольцевых стыков труб малого диаметра, при котором производят формирование кольцевого стыка в пакете из трубчатых деталей, разбивку стыка на сектора и последующую сварку в автоматическом режиме, переменном по секторам кольцевого паза, что позволяет осуществлять программирование параметров сварочного режима по периметру стыка из-за подогрева места сварки теплом, распространяющимся за источником нагрева (см. АС СССР №1683924, МПК В23K 9/10; публ. 1991 г.).

Данный способ, по сравнению с приведенным выше, позволяет повысить качество сварного соединения путем оптимизации режима сварки за счет определения влияния неконтролируемых возмущений на качество формирования шва по минимальной и максимальной величинам энергии, затрачиваемой на сварку с заданной величиной провара на первом участке стыка. Однако данный способ не обеспечивает необходимого уровня соосности соединяемых деталей, обеспечивающего регламентированную геометрию кольцевого стыка между ними, а также не позволяет формировать необходимые для требуемой прочности шва поля сжимающих напряжений в материалах кромок соединяемых трубчатых деталей.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества сварного соединения кольцевых стыков трубчатых деталей за счет формирования кольцевого стыка постоянного поперечного сечения и устранения несоосности свариваемых деталей.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе аргонодуговой сварки кольцевых стыков трубчатых деталей, заключающемся в формировании кольцевого стыка свариваемых деталей с последующей его сваркой, новым является то, что при формировании стыка осуществляют центрирование деталей друг относительно друга посредством центратора, надеваемого на пакет свариваемых деталей, прикладывают к пакету свариваемых деталей осевое сжимающее усилие и осуществляют фиксацию деталей локальной сваркой стыка по его наружной поверхности аргонодуговой сваркой через отверстия центратора, после чего снимают осевое усилие, удаляют центратор и проводят сварку стыка с внутренней стороны пакета в импульсном режиме.

Достоинство заявленного изобретения состоит в том, что фиксация трубчатых деталей сваркой их с внешней стороны ручной аргонодуговой сваркой в условиях приложения к ним осевого сжимающего усилия, а также проведение последующей автоматической сварки в импульсном режиме с внутренней стороны пакета трубчатых деталей, позволяет сформировать кольцевой стык постоянного поперечного сечения, зафиксировав его точечной ручной сваркой с внешней стороны пакета, что при последующей автоматической сварке в импульсном режиме обеспечивает формирование шва в готовом изделии регламентированной геометрии, и получить в материалах кромок деталей поля сжимающих напряжений, повышающих прочностные свойства шва в готовом изделии.

Сущность заявленного изобретения иллюстрируется графическими материалами, на которых:

- на фиг. 1 - схема собранного пакета деталей для сварки их с наружной стороны;

- на фиг. 2 - показана схема сварки пакета трубчатых деталей с их внутренней стороны.

Заявленный способ осуществляют следующим образом.

Подлежащую сварке первую трубчатую деталь 1 в форме стакана с центральным отверстием 2 в донной части устанавливают торцом, дном вверх на торец подлежащей сварке второй кольцевой детали 3 с наружным диаметром, равным наружному диаметру трубчатой детали 1. Трубчатая деталь 3 размещена на опоре 4. Таким образом, формируют пакет из трубчатых деталей 1 и 3 с подлежащим сварке кольцевым стыком 5 между ними.

Далее на сформированный пакет трубчатых деталей 1 и 3 надевают центратор 6, выполненный в виде стакана с полостью диаметром, равным наружным диаметрам трубчатых элементов 1 и 3, а также с двумя диаметрально расположенными в стенке центратора 6 отверстиями 7. Центратор 6 размещают на пакете трубчатых деталей 1 и 3, центрируя их, таким образом, чтобы его упомянутые отверстия 7 располагались в зоне кольцевого стыка 5 пакета трубчатых деталей 1 и 3.

Затем снаружи к донной части центратора 6 прикладывают осевое усилие Р, производя сжатие (сближение) кромок торцов трубчатых деталей 1 и 3 по периметру их кольцевого стыка, формируя, при этом, кольцевой стык постоянного поперечного сечения между трубчатыми деталями 1 и 3. Далее ручной аргонодуговой горелкой (на чертеже не показана) через отверстия 7 центратора 6 осуществляют локальную сварку пакета трубчатых деталей 1 и 3, формируя швы 8, разбивая, тем самым, кольцевой стык 5 между трубчатыми деталями 1 и 3 на два сектора для последующей сварки в автоматическом импульсном режиме.

Снимают центратор 6 с пакета трубчатых деталей 1 и 3, в центральное отверстие 2 трубчатой детали 1 вводят приспособление автоматической сварочной головки 9 с электродом 10, располагая электрод 10 в зоне секторов кольцевого стыка 5, и осуществляют сварку пакета трубчатых деталей 1 и 3 в импульсном режиме, получая готовое изделие. Грат с наружной поверхности сварочного шва 11 удаляют механической обработкой.

Сущность заявленного способа будет более понятна из приведенного ниже примера его осуществления.

Пример

Сварку форсунки осуществляли следующим образом: на торце трубной заготовки из аустенитной никелевой стали 12Х18Н10Т с двухсторонними фасками по 0,5 мм с наружным диаметром ∅15,0 мм, внутренним диаметром ∅12,0 мм и толщиной стенки 1,5 мм размещали трубную заготовку в виде стакана с отверстием в дне из сплава ХН78 ВТ двухсторонними фасками по 0,5 мм, с наружным диаметром ∅15,0 мм, внутренним диаметром ∅15,0 мм, формируя пакет из трубчатых деталей. На пакет устанавливают центратор в виде стакана с двумя отверстиями, выполненными в его стенке диаметрально, при этом отверстия центратора находились в зоне кольцевого стыка трубных заготовок, а дно центратора опирается на дно верхней трубной заготовки. Затем к наружному торцу центратора прикладывали усилие сжатия величиной 50 кН, формируя тем самым стык постоянного поперечного сечения по периметру кольцевого стыка трубчатых деталей, после чего через отверстия центратора вручную производили точечную аргонно-дуговую сварку заготовок, фиксируя тем самым стык и разбивая стык на сектора: режим сварки Vсв=7 м/ч; Iи=50 А.

Затем центратор снимали с пакета трубных заготовок и через торцевое отверстие верхней заготовки в полость пакета вводили модернизированную сварочную головку ГСМ-3-30Е, обеспечивая размещение сварочного электрода в зоне кольцевого стыка пакета заготовок. После чего производили сварку заготовок в импульсном режиме со следующими параметрами: Vсв=8-10 м/ч; Iи=62 А; Iп=15 А, после выполнения сварки диаметра пакета → Iи=50 А.

После сварки выполняли внешний осмотр сварного шва, его рентгеноконтроль, проверку на непроницаемость керосином и проводили испытания на прочность. Качество сварного шва хорошее. Аналогичным образом была проведена проверка способа при сварке форсунок таких же размеров из материалов: 12Х18Н10Т - 07Х16Н6 и 12Х18Н10Т - 36НХТЮ. Результаты сварки положительные.

Способ аргонодуговой сварки кольцевых стыков трубчатых деталей, одна из которых выполнена в форме стакана с центральным отверстием в донной части, а другая- трубчатой формы, характеризующийся тем, что формируют пакет из трубчатых деталей путем установки трубчатой детали на опору и установки на ее торец упомянутой детали в форме стакана дном вверх, на сформированный пакет трубчатых деталей надевают центратор, выполненный в виде стакана с диаметрально выполненными в его стенке отверстиями, прикладывают осевое сжимающее усилие к донной части центратора и осуществляют фиксацию трубчатых деталей локальной аргонодуговой сваркой стыка по его наружной поверхности через отверстия центратора, после чего снимают осевое сжимающее усилие, удаляют центратор и проводят сварку стыка с внутренней стороны пакета трубчатых деталей в импульсном режиме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу изготовлению сварных корпусов сосудов высокого давления из высокопрочных легированных сталей. Вначале получают тонкостенную оболочку путем резки труб из стали типа 28Х3СНМВФА на заготовки, калибровки, рекристаллизационного отжига, механической обработки, ротационной вытяжки за несколько переходов с промежуточными отжигами деформирующими роликами с треугольным профилем со скругленными по радиусу или (и) плоскими вершинами, установленными с различными зазорами относительно оправки.

Изобретение относится к сварочной головке (1) для сварки вручную сварочной дугой (3) в инертном газе (WIG). Головка содержит теплостойкий электрод (2).

Изобретение относится к способу сварки роторов для генерации энергии (газовых турбин, паровых турбин, генераторов), которые содержат множество роторных дисков, размещенных вдоль оси ротора.

Техническое решение относится к головке горелки для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов. Головка содержит корпус с каналом для подачи защитного газа, цангу для крепления неплавящегося электрода, сопло и сопряженную с соплом оправку со сквозными отверстиями.

Изобретение относится к горелкам для сварки в защитных газах и может быть использовано в машиностроении при изготовлении сварных конструкций, ремонтно-восстановительных работах и исправлении дефектов в металле.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано при плазменной сварке постоянным током на обратной полярности в среде защитного газа алюминия и его сплавов, а также цветных металлов больших толщин.

Изобретение относится к способу изготовления из разнородных материалов высокопрочной тонкостенной сварной конструкции, работающей под давлением, состоящей из обечайки со сферическим дном и горловины.

Изобретение относится к области дуговой сварки и может быть использовано преимущественно в орбитальной сварке неповоротных стыков трубопроводов. Способ включает сварку корневого шва, заполняющих и облицовочных швов стыков с колебаниями неплавящегося электрода поперек шва.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способу дуговой сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа, и может быть применено для сварки изделий цилиндрических конструкций, в том числе при герметизации изделий активных зон ядерных реакторов в обычных и в дистанционных условиях.

Изобретение относится к области сварки, в частности, к области придания особого профиля отдельных участков кромок при изготовлении стыковых сварных соединений, и может найти применение при автоматической аргонодуговой сварке встык труб и пластин из стали, снабженных плакирующим слоем.

Изобретение относится к автоматическому сварочному оборудованию для сварки изделий с внутренними цилиндрическими поверхностями. Центратор состоит из стержня 1, на конце которого шарнирно закреплены равномерно расположенные вокруг оси три рычага 2.

Изобретение может быть использовано для взаимного позиционирования труб, подлежащих стыковке и соединению, например, сваркой. Концевые участки труб содержат торцевые кольцевые поверхности, определяющие плоскость стыка, и примыкающие к ним поверхности скошенных кромок.

Изобретение может быть использовано для центрирования круглых труб при их стыковой сварке. Шарнирно соединенные между собой элементы соединены стягивающим устройством и выполнены с возможностью их размещения на стыке соединяемых труб.

Изобретения могут быть использованы для сварки труб при прокладке трубопровода на морском дне. Устройство для сварки двух труб содержит сварочный аппарат и внутренний центратор (20), на котором установлена система измерения "выше-ниже".

Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности и может найти применение при изготовлении оборудования для переработки нефти, в частности при сборке крупноразмерных металлических резервуаров типа сепараторов, отстойников, емкостей для хранения и подготовки нефти.

Изобретение относится к сварке, а именно к оборудованию для сварки трением с перемешиванием. .

Изобретение относится к способам и устройствам для выравнивания неповоротных и поворотных кромок, при сварке стыков труб, и может быть использовано во внутреннем центраторе, при строительстве трубопроводов.

Изобретение относится к устройству для сборки под сварку кольцевых стыков емкостей и может найти применение в машиностроении, судостроении, в космической и авиационной промышленности.

Изобретение относится к устройству для соединения орбитальной сваркой концов уже выверенных и снабженных прихватками труб, в частности из стали, имеющему образованную концами труб разделку кромок под сварку. Устройство состоит из устанавливаемых с обеих сторон на соответствующих концах труб в зоне места сварки и прочно зажимаемых направляющих оснований. Направляющие основания имеют по центру круглую выемку с радиальным отверстием для пропускания и размещения по центру свариваемых труб. Зажимные элементы для зажима направляющих оснований с концами труб прочно присоединены к соответствующим, обращенным от разделки внешним сторонам направляющих оснований. Рама для размещения сварочных и контрольных инструментов с возможностью орбитального перемещения вокруг разделки установлена с возможностью вращения на обращенных к разделке внутренних сторонах направляющих оснований и поворота, по меньшей мере, на 360° вокруг концов труб. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу аргонодуговой сварки кольцевых стыков трубчатых деталей, одна из которых выполнена в форме стакана с центральным отверстием в донной части, а другая трубчатой формы. Формируют пакет из трубчатых деталей путем установки трубчатой детали на опору и установки на ее торец упомянутой детали в форме стакана дном вверх. На сформированный пакет трубчатых деталей надевают центратор, выполненный в виде стакана с диаметрально выполненными в его стенке отверстиями. Прикладывают осевое сжимающее усилие к донной части центратора и осуществляют фиксацию трубчатых деталей локальной аргонодуговой сваркой стыка по его наружной поверхности через отверстия центратора. После чего снимают осевое сжимающее усилие, удаляют центратор и проводят сварку стыка с внутренней стороны пакета трубчатых деталей в импульсном режиме. В результате устраняется вероятность возникновения несоосности свариваемых трубчатых деталей, а также вероятность возникновения растягивающих напряжений в металле шва, которые значительно снижают его прочность в готовом изделии. 2 ил., 1 пр.

Наверх