Спосіб електродугового одностороннього зварювання труб

Спосіб електродугового одностороннього зварювання труб з розташованою усередині ферома 3 дій дозволить підвищити механічні властивості і якість формування зварних швів при односторонньому зварюванні на флюсовій подушці. Поставлена задача зважується за рахунок того, що при односторонньому електродуговому зварюванні труб з розташованою усередині феромагнітною штангою відповідно винаходу усередині труби навколо штанги розташовують виток зварювального кабелю, по якому пропускають струм у залежності від величини зварювального струму відповідно до виразу: І1=(0,66-0,7) І А, де І - величина зварювального струму, А, і створюють вздовж електромагнітне поле. Розташування усередині труби навколо штанги витка зварювального кабелю, по якому пропускають струм в пропонованому співвідношенні зі зварювальним струмом, що протікає по трубі, і створення вздовж електромагнітного поля забезпечує підвищення механічних властивостей і якості формування швів при односторонньому зварюванні на флюсовій подушці. Це є результатом того, що електромагнітне поле, спрямоване вздовж дуги діє на радіальну складову частину струму, яка є результатом дифузії заряджених часток від осі до периферії. Під дією спрямованого вздовж електромагнітного поля дуга і рідкий метал ванни починають обертатися, посилюється охолодження і концентрація дуги. Дуга погружається в основний метал, забезпечується щільність струму і концентрація тепловкладання, стабільність процесу зростає, посилюється процес саморегулювання і автоматичне регулювання процесу при односторонньому зварюванні на флюсовій подушці. Тому при зміні зазору у стику внаслідок підсилення процесу саморегулювання автоматично змінюється режим зварювання і забезпечується рівномірне формування зварних швів незалежно від величини зазору при односторонньому зварюванні на флюсовій подушці. Спрямоване вздовж дуги електромагнітне поле створюється за рахунок витка кабелю, по якому тече зварювальний струм, і значно посилюється внаслідок розташування витка навколо феромагнітної штанги, яка характеризується значною феромагнітною проникливістю. Згідно принципу суперпозиції індукція результуючого електромагнітного поля рівна сумі електромагнітних полів, створених електричним струмом і струмом феромагнетику, який може бути значно більше величини зварювального струму. Створене за рахунок витка кабелю, який розташовується усередині труби навколо штанги, спрямоване вздовж електромагнітне поле є рівномірним по всій довжині труби, що забезпечує ефективність дії на магнітогідродинамічні явища при зварюванні труб. При пропонованому співвідношенні струму, що протікає усередині труби по витку, і зварювального струму, що протікає по трубі, змінюються магнітогідродинамічні явища в зварювальній ванні, зростає швидкість кристалізації металу ванни і зменшується час перебування ванни в рідкому стані. Це запобігає витікання рідкого металу зі зварювальної ванни і забезпечує якісне формування швів і підвищення механічних властивостей зварних з'єднань при односторонньому зварюванні 18208 4 на флюсовій подушці, зниження матеріалоємності й енергоємності процесу. Пропонована корисна модель заснований на ефективному способі впливу на дугу і рідкий метал зварювальної ванни за рахунок дії на магнітогідродинамічні явища в ванні шляхом пропущення усередині труби витка струму навколо штанги і створення спрямованого вздовж дуги електромагнітного поля. Отже, даний спосіб виявляє свої особливості обертання дуги і рідкого металу зварювальної ванни і дії на магнітогідродинамічні явища тільки за певних умов, а саме, при величині струму, що тече усередині труби по витку навколо штанги в залежності від зварювального струму, що тече по трубі І1=(0,66-0,7) І А. Виходить, ці умови є істотними. А пропущення усередині труби по витку навколо штанги струму в заявленій закономірності і створення вздовж електромагнітного поля забезпечує утримання рідкого металу від витікання зі зварювальної ванни і якісне формування зварних швів при односторонньому зварюванні на флюсовій подушці. При протіканні усередині труби по витку навколо штанги струму величиною менше 0,661 А зварювального струму зменшується спрямоване вздовж дуги електромагнітне поле і швидкість обертання дуги і рідкого металу ванни. Швидкість кристалізації стає менше, час перебування ванни в рідкому стані зростає, у результаті чого рідкий метал витікає зі зварювальної ванни, і формування зварних швів при односторонньому зварюванні на флюсовій подушці порушується. При протіканні усередині труби по витку навколо штанги струму величиною більше 0,71 А зварювального струму збільшується спрямоване вздовж дуги електромагнітне поле і швидкість обертання дуги і рідкого металу ванни. Посилюється охолодження дуги і значно збільшується щільність струму і тиск дуги, який стає значно більше тиску флюсовій подушці і поверхневого натягу. У результаті рідкий метал витікає із зварювальної ванни і порушується формування зворотного валика. Крім того, значне збільшення тиску дуги може привести к порушенню формування зовнішнього валика. Спосіб одностороннього зварювання пояснюється фігурою, де представлена схема здійснення способу. Зібрану трубу (1) надягають на феромагнітну штангу (2) (див. фіг.), у якій розташована флюсова подушка (3) з пневмошлангом (4). Навколо штанги розташовують виток зварювального кабелю (5). У пневмошланг, розташований у феромагнітній штангі, подають тиск, і піджимають флюсову подушку до труби. Електрод (6) закорочують на трубу, засинають флюсом, і починають процес одностороннього зварювання на флюсовій подушці. У процесі зварювання усередині труби навколо штанги по витку пропускають струм в заявленому співвідношенні: І1=(0,66-0,7) І А, і створюють спрямоване вздовж дуги електромагнітне поле. Приклад. Вироблялося одностороннє зварювання на флюсовій подушці прямошовних труб 5 18208 діаметром 426мм, 478мм, 530мм і 630 мм із товщиною стінки 8мм зі сталі 09Г2С при зазорі у стику 0-5мм з розташуванням усередині труби витка струмоведучого кабелю навколо феромагнітної штанги , по якому пропускали струм і створювали спрямоване вздовж дуги електромагнітне поле, напрямок якого співпадає з напрямком зварювального струму дуги, різної величини. Як джерело живлення використовували випрямач ВМГ 5000. Струмопідвід здійснювали в початок і кінець труби. Автоматичне зварювання вироблялося електроСпосіб Відомий Пат.54852А Пропонований Струм у витку І1=0,8І(1600А) І1=0,6І(1200А) І1=0,66І(1320А) І1=0,7І(1400А) 6 дом, що складається з двох дротових СвО8Г2С діаметром 4мм і стрічкового СтО8Кп перетином 0,5х45мм, на режимі: величина струму 20002100А, напруга на дузі 27-29В, швидкість зварювання 75м/г. Зварювання вироблялося під склоподібним флюсом АН-348АМ, що використовували і у флюсовій подушці. Результати проведених досліджень впливу величини струму, що протікає по витку усередині труби, на якість формування зварних швів представлені в таблиці. Тимчасовий опір, МПа Відносне подовження, % Ударна в'язкість кДж/м2 Ширина шва, мм Висота зворотного валику, мм 480 30 140 19-21 1-3 500 490 520 520 30 31 33 33 140 150 170 170 18-18 19-20,5 20,5-21 20,5-21 3-4 0-1 2-2,5 2-2,5 У результаті проведених досліджень установлено, що пропущення усередині труби по витку навколо штанги струму зі співвідношенням І1=(0,66-0,7) І, А і створення спрямованого вздовж дуги електромагнітного поля є оптимальним. Використання пропонованого способу в порівнянні з існуючими забезпечує наступні переваги: - створення спрямованого вздовж дуги електромагнітного поля, підвищення щільності дуги, стабільності і саморегулювання процесу, вплив на магнітогідродинамічні явища в зварювальній ванні, обертання дуги і рідкого металу ванни, підвищення швидкості кристалізації і зниження часу перебування металу ванни у рідкому стані, що утримує рідкий метал від витікання зі зварювальної ванни; - якісне формування зварних швів незалежно від зазору при односторонньому зварюванні на флюсовій подушці з використанням стандартного склоподібного флюсу; - поліпшення механічних властивостей зварних з'єднань; - зниження матеріалоємності й енергоємності процесу, підвищення продуктивності за рахунок заміни двостороннього зварювання на одностороннє. Упровадження пропонованого способу одностороннього зварювання на флюсовій подушці при виготовленні труб для газо- і нафтопровідних магістралей дозволяє забезпечити якісне формування зварних швів при односторонньому зварюванні на флюсовій подушці з використанням стандартних склоподібних зварювальних флюсів. Література 1. А.с. 1660887 СРСР, МКИ В23К9/00 Способ дуговой сварки. / В.И. Щетинина, В.В. Чигарев, СВ. Щетинин. 2. Пат. України 13829 МКВ В23К9/18 Спосіб одностороннього зварювання труб. / В.І. Щетиніна, B.C. Бойко, B.C. Голі-Оглу 3. Пат. України 54852 МКВ В23К9/18 Спосіб електродугового одностороннього зварювання труб. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 18208 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601