Способ подбора оптимальных режимов сварки кольцевых стыков

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„,>724295 (63) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 131077 (21) 2533322/25-27 (1) . ((д.2 с присоединением заявки ¹â€”

В 23 К 28/00

В 23 К 31/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30,03,80, Бюллетень №12

Дата опубликования описания 300380 (53) УДК 621.791. .035 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.A Зеленин и В.А. Семенов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОДБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ СВАРКИ

КОЛЬЦБВЫХ СТЫКОВ

Изобретение относится к сварке, в частности к способам подбора оптимальных режимов сварки кольцевых "сты- ков, и может найти применение в машиностроении, атомной, судостроительной и других отраслях промышленности

В современной металлообрабатывающей промышленности широкое примене=— ние находят сварочные трубчатые металлические конструкции, причем в .ря- де случаев трубы сваривают друг с другом или приваривают к концевым деталям, например при сварке патрубков, фланцев, нипелей, труб с трубными ре- 15 щетками и т,д. fl).

В процессе изготовления таких конструкций необходимо производить подбор оптимальных режимов сварки, обеспечивающих требуемое качество сварных 2О соединений. Обычно подбор оптимальных режимов сварки производят на натурных образцах, т.е. собирают натурные узлы и сваривают их на различных режимах, после чего подвергают-выполнен - ные сварные соединения анализу с целью выбора наиболее качественного соединения . Учитывая, что сварка производится при неустановивщемся терми- ческом цикле, необходимо производить анализ качества соединения в различных сечениях по длине шва, в том числе и при перекрыгйи "йервого " йрохода."

Наиболее распространенньм способом является способ выбора режимов сварки на основании эксперимента в зависимости o T параметров проплавления, в частности бт глубины проплавления, Способ заключается в следующем, Производят сварку труб с натурными концевыми деталями (в данном случае с трубными решетками) на различных режимах. Разрезают натурные образцы на поперечные шлифы и замеряют параметры проплавления . Оптимальным режимом считают такой, при котором глубина проплавления не меньше допустимой по техническим условиям °

Недостаток способа — большая трудоемкость и себестоимость эксперимента при изготовлении серии поперечных (по отношению к шву) щлифов в различ- ных сечениях неустановившегося теплового режима, а также трудность (а иногда и невозможность) выбора такого параМетра сварки; как требуемая протяженность перекрытия сварного шва первого прохода, Известен также способ подбора оптимальных режимов сварки кольцевых

724295 стыков, наиболее близкий к данному изобретению по технической сущности, при котором плоские образцы- имитаторы сваривают по длине, равной длине окружности труб, определяют глубину проплавления по длине шва и устанавливают оптимальный режим сварки на участке с допустимой глубиной проплавления (2).

Однако данный способ не дает конкретной методики определения оптимальных режимов, т.е. электрических параметров и скорости сварки, количества проходов и длины последнего прохода (в том случае, если он выполняется не на всю длину окружности), Он применим только для сварки труб диаметром более 100 мм, так как при сварке труб малого диаметра наблюдается изменение параметров проплавления по длине шва, ввиду неустановившегося предельного состояния процесса теплонасыщения. 20

Это объясняется тем, то в момент зажигания дуги тепло вводится в холодный металл, начальная температура Ко торого постоянна во всем объеме свариваемых деталей. По мере горения ду- 15 ги вводимое тепло постепенно прогревает металл, приводя к увеличению параметров сварного шва. Это увеличение особенно заметно также .1 в зоне замыкания шва. 30 Целью изобретения является. обеспечение подбора режимов сварки для труб с диаметром менее 100 мм с учетсм влйяния автоподогрева. Для этого присварке образцов-имитаторов вводят дополнительный источник тепла, который перемещают синхронно с основным впе--.реди первого источника на расстоянии от него, равнбм длине кольцевого шва, а глубину проплавления определяют в шве, сваренном основным источником 40 тепла.

Сущность способа заключается в следующем, Сварку в процессе подбора режимов

-выполняют на плоских образцах, имити- 45 рующйх соединения трубчатых узлов.

Швы делают прямолинейными, причем длину их принимают равной длине кольцевого шва привариваемой трубы. В тех случаях, когда подбирают режимы 50 сварки труб диаметром более 100 мм, т.е ° когда влияние подогрева в зоне замыкания шва сказывается несущественно, сварку плоских образцов ripoизводят одним источником тепла .

При подборе режимов сварки труб диаметров менее 100 мм, т,е. в тех случаях, когда влияние подогрева су" щественно сказывается на измейении параметров проплавления, вводят вто рой дополнительный источник тепла. 40

Этот источник, перемещаемый впереди первого на расстоянии, равном длине ок(нужности кольцевого шва, имитирует подогрев, возникающий при сварке кольцевых швов. При сварке двумя источниками тепла исследованию подвергают сварной шов, выполненный основным источйиком тепла, т.е, источником, перемещаемьм вторьм . Из сварных образцов вырезают продольные шлифы, одна иэ плоскостей в которых совпадает с осью сварного шва, В начальный период сварки (в образцах со швами малой протяженности и по всей длине) наблюдается неравномерность глубины проплавления по длине шва, которая возрастает по мере перемещения источника тепла.

Из образцов, выполненных при различных режимах сварки (при различной погонной энергии) выбирают те, на которых протяженность участка сварного шва с глубиной проплавлеиия не менее допустимой составляет 0,6-0,0 его длины, Остальная часть шва имеет глубину проплавления меньше требуембй, поэтому она дс лжна быть перекрыта вторично, т.е. длина участка шва с глубиной проплавления меньше допустимой соответствует минимальной длинЕ необходимого перекрытия шва.

Пример. Подбирают режим сварки труб размером 6х1,2 мм к трубным решеткам. Требуемая глубина проплавления при этом не менее 1 мм.

Путем ориентировочного расчета установлено, что глубину проплавления 1 мм получают при сварке на режиме Зц = 80A Б9 = 11В; V

Так как при неустановившемся тепловом режиме глубина проплавления должна быть меньше, чем при установившемся, то силу тока при сварке трех опытных образцов принимают 60, 80 и 100 А, а длину шва 63 мм (т,е. равной длине окружности кольцевого шва диаметром

6 мм),.

Три сварных плоских образца разрезают на продольные шлифы и при металлографическом анализе устанавливают, что при Зсб = 60 A глубина проплавления по всей длине менее 1 мм„ на втором шлифе (при Лсб = 80 A) протяженность шва с глубиной проплавления

1 мм и более 6,5 мм, а на третьем шлифе (те. при Dc() = 100 A) величина этой протяженности 16 мм. Таким образом был выбран режим сварки =100А;

14) = 11 В, %6 = 2 ° 10 м/с при величйне перекрытия 5 мм, что несколько больше, чем участок шва с глубиной проплавления менее 1 мм.

При внедрении изобретения повышается точность подбора режимов сварки, что способСтвует улуЧшеНию качества сварных соединений, уменьшается трудоемкость и стоимость проведения работ по подбору режимов сварки.

Формула изобретения

Способ подбора оптимальных режимов сварки кольцевых стыков, при котором

724295

Составитель Л. Назарова

I .фактор А. Павлюк Техред С.Мигай Коррек тор С. Шекмар

Тираж 1160 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 767/4

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 плоские образцы-имитаторы сваривают на длине, равной длине окружности труб, определяют глубину проплавления по длине rasa и определяют оптимальный режим сварки на участке с допустимой глубиной .проплавления, о тл и ч а ю шийся тем, что,. с целью обеспечения подбора режимов сварки для труб с диаметром менее

100 мм с учетси влияния автоподогрева, при сварке образцов-имитаторов вводят дополнительный источник тепла, который перемещают синхронно с основньм впереди первого источника на расстоянии от него, равном длине кольцевого шва, а глубину @роплавления определяют в шве, сваренном основным источником тепла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зеленин В.A. и др. Сварные соединения труб с трубными решетками в судовых теплообменных аппаратах. Л., Судостроение, 1976, с. 11 12, 16.

2. Авторское свидетельство СССР

9 469562, кл. В 23 К 31/06, 1973.