Способ автоматической сварки стыковых соединений неплавящимся электродом

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К- АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 603524 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.04,76 (21) 2346768 25-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04,78. Бюллетень Л 15 (45) Дата опубликования описания Ь6, Qil. 78 (51) М. Кл.

B 23 К 9/16

Государственно!й комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УДК 62l,791,754 (088.8) (72) Авторы изобретения

В, Н. Миронов, Т, А, Блохина и А. В. Мукинин (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ СТЫКОВЫХ

СОЕДИНЕНИЙ НЕПЛАВЯШИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при сварке изделий преимущественно из рафинированных высокопрочных низколегированных сталей

Иввестен спОсоб двусторонней автомати1еской сварки неплавящимся электродом, применявшийся для соединения деталей из металла открытой выплавки толщиной 4 — 8 мм без.раз-. делки ила вления стыкуемых кромок деталей из рафинированного металла, что часто приводит к дефектам в сварных соединениях — не- !О проварам, которые не могут быть выявлены методами неразрушающего контроля. При сварке же на повышенных режимах наблюдается значительный рост зерна В Околошовной зоне и перегрев металла шва (1).

Наиболее близким решением является способ сварки неплавящимся электродом без разделки кромок в три прохода, при котором для концентрации мощности дуги на аноде при первом проходе используются активируюгцие флюсы (смеси окислов титана и хрома) (2):

Однако нанесение флюсов перед сваркой первого прохода является операцией практически неконтролируемой, в то время как от равномерности нанесения фгпосующей смеси зависит стабильность проплавления кромок но длине стыка. гб

Перед нанесением активиру1ощего флюса прилегающие к стыкуемым кромкам IIOI?c)?xllocти на ширине 15 -,? мм должны быть онескоструены для лучшей адсорбции флюсу!ошей смеси. Необходима тщателы!ая механическая зачистка поверхности шва и прилегак? щllx к нему зон от остатков флюса и окислов Iicpcд наложением последуюгцих проходов.

Целью изобретения является увеличен!ц проплавляющей способности Зуги II стаб?!!л11;1;1ция проплавления по всей длине стыка 11утсм увеличения газодинамичсского давления столба дуги и концентрации мощности дуl ll II;! а ноде.

Для этого первый про.,од выполня1от у,ив сирую1цим постоянным током частотой 30 — !00 гll со скоростью 12 — 30 м, час, Обеспечи1311!а!цим кратер глубиной равной 0,8 — 1,0 толщины св;1рнваемых кромок.

Сварка осушсствляется свободной вольфр;мовои д1 Гой, 111?и это?1 концснт1?с!Ц1!Я 1cII.II?вой мощности дуги на аноде достигается: а счет уменьшения а кп!вного а Водного пяти;1 дуги и обжатия столба дуги «;!?лодн1.1м . стенками металла свариваемых кромок.

Обжатие дугн «х!?лодных!1!» стенками Основного металла сваршгасмых кромок при 13а1?к стыковых соедннсний, собранных без зазора и б03524 без разделки кромок, может иметь место лишь в том случае, когда жидкий металл глубокой сварочной ванны оттесняется в ее хвостову)о часть, образуя заглубленный кратер.

При сварке сталей толщиной свыше 4 0 мм, когда вес жидкой ванны достаточно велик, условия, исключающие стекание жидкого мета,1.1а в заглубленный кратер при удовлетвориTLльiIoM формировании шва, могут быть восIIp(изведены лишь комплексным использованиL и приемов, создающих минимальный ооъем сварочной ванны при глубоком проплавлснии и большие давления столба сварочной дуги, достаточные для оттеснения жидкого металла и

eI.o удержания в оттесненном положении.

Используя повышенные скорости сварки в диапазоне 12 — 30 м/час вместо 8 — 12 м/час и питание сварочной дуги пульсирующим посто:иным током в диапазоне частот ЗΠ— 100 гц удается создать условия, позволяющие вести процесс сварки с заглублением кратера сварочIIoH ванны на 8 — 9 мм без захлестывания его жидким металлом.

При ведении процесса сварки с заглубленным кратером неплавящийся вольфрамовый электрод не заглубляется в кратер, а отстоит от поверхности свариваемых кромок на

1,5 — 2 мм. Заглуб.1ение электрода в кратер приводит к срыву процесса.

Скорость сварки, частота пульсации, величина пульсации и длительность рабочего импульса тока дугового промежутка должны выбираться экспериментально при подборе режима сварки.

При скоростях сварки меньше 12 м/час . сварочная ванна имеет достаточно большой объем перегретого жидкого металла, что затрудняет удержание оттесненного металла от захлестывания кратера даже при больших давлениях столоа сварочной дуги. При скоростях сварки свыше 30 м/час объем жидкого металла в сварочной ванне мал, что при больших скоростях охлаждения за счет теплоотвода приводит к срыву процесса формирования шва. Частота пульсации тока дугового промежутка определяет не только объем сварочной жидкой ванны и ее температуру, но величину и характер газодинамического давления дуги.

При выбранных скоростях сварки 12 — ЗО м/час для стабильного ведения процесса сварки с заглубленным кратером частота пульсации тока дугового промежутка должна быть в пределах 30 — 100 гц.

Сварка стыковых соединений по предлагаемому способу производится в три прохода.

Сварка ведется в защитной среде аргона, расход аргона обычный. Подготовка под сварку— зачистка свариваемых кромок до металлического блеска, зачистки шва между проходами не требуется. Первый проход выполняется пульсирующим током, остальные — постоянным тоКОМ.

Разработку способа сварки производят применительно к выполнению продольных швов обечаек емкостей разового действия, изготовляемых из высокопрочных сталей марок

28ХЗСНМВФА, 4ЗХЗСНМВФА толщиной 5 мм и проходящих после сварки последующуlo ооработку методом поперечно-винтовой раскатки. ! ежим сварки: первый ппоход в потолочном положении пульсируюпшм током частотой 50 Рц

5 скорость сварки — !7 !8 м!час; среднее значение сварочного тока!по амперметру) — 305—

315 А; среднее значение тока, поддерживающего дугу (по амперметру) — 7 — 10 А; напряжение на дуге — - 14 — 15 В.

Второй и третий проходы выполняются без присадочного металла постоянным током: в н и жнем положении — для «разглаживания» проплава, в потолочном положении — для ликвидации подрезов с лицевой стороны инва иерВОГО ПРОХОДа.

Режим сварки: скорость сварки 9 — 10 м/час; сила тока 200 — 220 А; напряжение на дуге—

1! — 13 В.

Питание сварочной дуги при всех проходах производится от одного и того же серийно выпускаемого заводом «Электрик» трехфазного сварочного выпрямителя ВКСМ вЂ” 1000 с коммутацией его вторичной (сварочной) цепи Ilo схеме, специально разработанной для этого процесса.

Г1редлагаемый способ сварки отработан в лабораторных условиях при сварке пластин размером 100Х1000 толщиной 4,5 — 6 мм в количестве двадцати штук и продольных швов обечаек модельных емкостей диаметром 280 мм, 30 длиной 500 мм с толщинои стенки О мм в количестве десяти штук из стали марок

28ХЗСНМВФА и 4ЗХЗСНМВФА.

Результаты визуального осмотра пласти н и продольных швов обечаек после выполнения первого прохода свидетельствуют о наличии сквозного провара свариваемых кромок по всей длине стыка.

Рентгенографический контроль показывает

40 отсутствие дефектов. Результаты гидравлических испытаний емкостей и механических испытаний образцов показали, что сварные соединения, выполненные по предлагаемому способу, равнопрочны основному металлу и отвечают требованиям ТУ.

Применение предлагаемого способа сварки в производстве дает возможность полностью избавиться от дефектов типа непровар и от недостатков, присущих способу сварки рафинированных сталей по слою активирующих флюсов.

Формула изобретения

Способ автоматической сварки стыковых соединений неплавящимся электродом, включающий многопроходную сварку .без. разделки кромок дугой, горящей в среде инертного газа, отличающийся тем, что, с целью увеличения проплавляющей способности дуги и стаби603524

Составитель А. Третьяков

Техред О. Луговая Корректор A. Гриценко

Тираж 1263 Подписное

Редактор Л. Народная

Заказ 1975/15

LLHHHIlH Государственного комитета Совета Министров С(.СР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4!5

Филиал ПГ1П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4 лизации проплавления по всей длине стыка путем увеличения газодинамического давления столба дуги и концентрации мощности дуги на аноде первый проход выполняют пульсирующим постоянным током частотой 30 — 100 Гц при скорости сварки 12 — 30 м/час, обеспечивая получение кратера глубиной равной 0,8 в 1,0 толщины свариваемых кромок.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патон Б. Е. и др. Свариваемость конструкционных сталей, подвергающихся рафини рованному переплаву. «Автоматическая сварка», 1974, № 16, с. 34 — 36.

2. Авторское свидетельство СССР Х 358905, кл. В 23 К 9/16, 1971.