Способ многослойной сварки плавящимся электродом

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советеиик

Социалистических

Республик ()870033 (6t ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.01.80 (2I ) 2871482/25-27 с присоединением заявки J4 (23) ПриоритетОпубликовано 07.10.81. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 10.10.81 (5I )IVL. Кл.

В 23 К 9/16

9пударстаанныб комитет

СССР во делан нзобратенн» н открытий (53) УДК621. .791.75 (088.8) B. М. Язовских, В. В. Степанов и В. А. Смир, 1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ МНОГОСЛОЙНОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ

ЭЛЕКТРОДОМ

Изобретение относится к технологик сварочного производства и может быть использовано при сварке в разделку с параллельными кромками в среде зашитных газов толстостенных конструкций, примеS няемых в энергомашиностроении, тяжелом машиностроении, химическом машиностроении.

Известен способ сварки по зазору, тфи котором скорость сварки, ток и другие дато раметры процесса подобраны и контролируются так, что максимальная ширина валика в 1,2 раза больше максимальной ширины зазора между кромками свариваемых листов (1). При таком соотношении пре15 дотврашается возможность образования трешин при сварке. Однако при сварке в узкую разделку шириной более 12 мм (при

Т р > 300 A и 0* > 24 В) возможно образование такого опасного дефекта, как несплавление металла шва с кромками разделки.

Известен способ многослойной сварки плавяшимся электродом в среде защитных газов в узкую разделку, при котором для устранения образования горячих трешин выдерживают коэффициент формы шва в пределах 1,6-1,9 (2j.

При данном способе сварки можно иэбэжать образование горячих трешин в сварных швах, но не гарантируется отсутствие несплавлений металла шва со стенками разделки и не обеспечивается высокая производительность труда.

Изучение причин образования горячих трешин и несплавлений показало, что критический коэффициент формы шва, при уменьшении которого возможно образование,горячих трещин, например для сварочной проволоки СВ08Г2С равен 0,9 для

СВ08ГСМТ - 1,2, для 08ХГСМА — 1,25 и т.д. Несплавления образуются в том случае, если каждый шов формируется с углом смачиваемости стенок разделки расплаво ленным металлом более 60 . С уменьшением этого угла вероятность появления несплавлений резко уменьшается. Экспериментами установлено, что при сварке нп

870033 4 ленного металла в единицу времени(g< ) равно количеству наплавленного (@14 ) Я1, СВ Н 1 откуда, Н=0785

М,,Ь

Зо режимах, обеспечивающих угол смачивае мости в пределах 20-60, несплавлений не образуется. Но при сварке на режимах, обеспечивающих угол смачиваемости около 60, повышаются требования к точному направлению проволоки по центру разделки. Поэ 1ому, чем меньше угол смачиваемости, тем надежнее технологический процесс.

Недостатком известного способа является возможность появления несплавлений

1 металла шва со стенками разделки. Кроме того, коэффициент формы шва определяется только экспериментально (на макрошлифах), что затрудняет его использование в практических целях.

Пель изобретения — повышение качества сварных соединений в процессе сварки выдерживают высоту наплавленного слоя в 2-5 раз меньше ширины разделки, при этом режим сварки выбирают из соотношения н=о в "" v =ар о / высота наплавленного слоя в м; скорость подачи сварочной проволоки в м/с; скорость сварки в м/с; диаметр сварочной проволоки, в м, ширина разделки в м; сварочный ток, в А; напряжение дуги в В; удельная теплоемкость и Дж/

/кг К:, теплопроводность в Вт/м К.

Способ многослойной сварки плавящимся электродом в разделку с параллельными кромками состоит в следующем. Собранный под сварку узел устанавливают на сварочный стенд. При сварке высокопрочных сталей осуществляют предварительный 4 подогрев. Предварительный и сопутствующий подогревы производят индукторами или газовыми горелками. Сварку производят в смесиА}+5% О или А1+10% СО .

Для сварки используют проволоку, соответ- >0 ствующую марке свариваемого металла, диаметром 2-3 мм. Предварительно экспериментальным путем устанавливауот при каком значении высоты наплавленного слоя применительно к определенной ширине разделки в шве образуются горячие трещины.

Величину Н можно получить расчетным путем из условия, что количество расплавгде — время сварки;

$ — удельный вес наплавленного, металла.

Поскольку производительность процесса определяется количеством расплавлен° ного металла (а следовательно, величиной, /ц, ), то при увеличении Н повышается производительность, но с увеличением высоты наплавленного слоя повышается вероятность образования горячих трещин. Поэтому величину Н выбирают таким образом, ч1 Обы обеспечить отсутствие горячих трещин и получить высокую производитель ность процесса. Эксперименты показали, что при сварке сталей типа 10ХСНД, 20Х проволокой Св08Г2С диаметром 2мм высота наплавленного слоя может быть B

2,2 раза меньше ширины разделки, а при сварке проволокой Св08ГСНТ - в 3,1 раза. Но в зависимости от химического состава свариваемого металла и сварочной проволоки высота наплавленного слоя должна быть 2-5 раэ меньше ширины разделки. При увеличении высоты наплавленного слоя образуются горячие трещины и несплавления по кромкам разделки в корневой части слоя. При уменьшении выси>ты наплавленного слоя снижается производительность процесса и появляются несплавления по ктюмкум разделки по. всей высоте слоя.

Для обеспечения сплавления металла шва со стенками разделки режимы выбираются из соотношения

=09 (О (. (2)

С с Р Р .

Таким образом, установив, во сколько раэ высота направленного слоя долина быть меньше ширины разделки, по формуле (1) рассчитывают скорость сварки и ширину разделки, а по формуле (2) - сварочный ток и напряжение дуги.

В таблице представлены рассчитанные значения режимов сварки по формулам

5 A "/00

Х1) и (2) при сварке ниэколегированной проволокой диаметром 2 мм. В качестве источника питания применяли сварочный выпрямитель BKCM - 1000,c шестью балластными реостатами. Так как при сварке проволокой Св08Г2С высота наплавленного слоя должна быть в 2,2 раза меньше ширины разделки, то по таблице определяют режим,, при котором обеспечиваются высокое качество сварных соецинений и высокая производительность процесса:

Ice=450 A;Up,=29 В се=13,5 м/ч;

В= 12 мм;Чпп =0,0792 м/с.

При этих параметрах величина Н/В сост авляет 2,19, а время сварки оцного метра шва толщиной 100 мм- 1 ч 20 мин.

Сварка по предлагаемому способу обеспечивает получение качественных сва20 рных соединений при максимально возможной производительности процесса.

Таким .образом, преимуществами предлагаемого способа являются получение высококачественных сварных соединений:

33 6 .повышение производительности сварочных работ за счет назначения оптимальных параметров режимов сварки; упрощение выбора оптимальных параметров режимов сварки; повышение надежности технологического процесса сварки в разделку с параллельными кромками.

Предлагаемый способ многослойной сварки позволит устранить появление горячих трещин в сварном шве ггри одновременном обеспечении качественного сплавления металла шва со стенками разделки, значительно сократить время на обработку технологии сварки при освоении сварки новых материалов.и изделий, обеопечить высокую надежность технологического процесса.

Данный способ обладает промышленной полезностью, внедрение его даст значительный экономический эффект. Годовой экономический эффект только на одном иэ предприятий по предварительному расчету составит 10640 рублей.

7 8

870033 с0 О

СО

О O ,О О

О О"

О с) с9 Я Л

О О О О

О О О О

О О О О

cQ lO ц) ..t б)

0) С4 СЧ (Ч Я

ЗО О ОО»

О О" О" O O

К ф»

С9 О)

О О

О О

О О

СЧ С9 Ф .с9 с)

О,8» О.

О О

Я а О а а со в л

tD A Ю (0

Q O О О

Q О О О

° t

CV IQ

t t

О О

О О (С) 0) (0

„, СО СО

О О O„

CQ 1- (с 4 с0 Я Щ 0 )

Ю t t" »t

О О О О

О О О О а О д СО

О О

О О

Р Р Ф сфц мао

,а оН

Р

О ф (0

О

СЯ

О»

О о

l6

З.т о о

O u

4 р

1 д ф М"

И в

31и

e O » с C) e Q e e

g) а ф „ щ с4 с4 с A nl

Ф Ф Ф Р .

«<, « «Ч т"1 «Ч О3 СЧ С СЧ

О О О О .N О К О О а) О О „О Я

<О Ю Ф t t с0 СO О) (д g) (D t c0 <6

cv ся ся ся сч 44 (ч ся р р1 (м сч с сч <ч

ООOОООО ОQOQOООДЯ ч с0 C t 0) «ч с9 10 w с9 сО t»

Щ с9 0) 0) ñ ) ф Q + с9 Л с ) 03

О О с с В с

to rl с < с9 ся N w с0 t t сч nt сч сч сч nl сч сч m с ) с

9; 870033

Формула изобретения

1. Заявка Японии % 51-97130 л. 12 В 1, 1976.

2. с3рОп 2ocuvnevA МХ11-М6-66 at й66 ееМи(г о1 ЬАеюоОоисК In —, M,1Ъо1е о% йе Сдюжу, перевод ВИНИТИ % 69614, М., 1967 (прототип).

Способ многослойной сварки плавящимся электродом в среде зашитных газов в разделку с параллельными кромками, о т- и и и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений, в процессе сварки высоту;наплавленного слоя выдерживают в 2-5 раз меньше ширины разделки, при атом режим сварки выбирают из соотношения т

: Н"-О785 у оп а

СВ ч -ома- 4 — "-, ca 23 где H - высота наплавленного слоя в м, / „- скорость подачи проволоки в м/с;, 10 8 - CK0pOCTb CBSpKH B M/с; "

Д - диаметр сварочной проволоки в м; — ширина разделки в ag сварочный ток в А:, Q — напряжение дуги в В» удельная: теплоемкость в Дж/

И

t/кг К

). - теплопроводимость в Вт/м К

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

Составитель А. Гаврилов.

Редактор Г. Петрова Техред: А, Ач Корректор M. Шароши

Заказ 8723/21 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений я открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4