Спосіб автоматичного дугового зварювання міді зі сталлю

Изобретение относится к области сварки, в частности к сварке меди со сталью, например, при изготовлении воздушных фурм доменных печей. Известен способ дуговой сварки меди со сталью бронзовой проволокой, в котором производят скос свариваемых кромок под углом 15 - 60°, а стык собирают с перекрытием стальной заготовкой медной со стороны воздействия дуги, после чего осуществляют сварку, смещая электрод на величину, равную 0,5 1,5 толщины медной заготовки. Недостатком известного способа является использование дорогостоящей и остродефицитной бронзовой проволоки в качестве электрода, а также невозможность образования скоса свариваемых кромок на некоторых видах изделий (например, на кромках медных корпусов воздушных фурм). При сварке деталей без скоса кромок нет возможности воспользоваться рекомендованным смещением электрода в сторону меди. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ автоматической дуговой сварки меди со сталью под флюсом с помощью проволоки из меди или бронзы при сварке тел вращения, при котором электрод смещают от стыка в сторону меди и с "зенита" вдоль кольцевого шва. Недостатком известного способа является невозможность получения качественного шва стальной проволокой при рекомендуемых смещениях электрода на медь, увязанных с величиной диаметра электрода, а также рекомендуемыми смещениями электрода с "зенита", увязанных с длиной окружности кольцевых швов на тела х вращения, а также использование дорогостоящих и дефицитных проволок из меди и бронзы. В основу изобретения поставлена задача создания такого способа автоматической дуговой сварки меди со сталью в котором применение для сварки стальной электродной проволоки и оптимального смещения электрода позволяет обеспечить сварку разнородных металлов, таких как медь со сталью без применения дорогостоящих и дефицитных медных и бронзовых проволок, а также повысить качество свариваемых швов. Поставленная задача достигается тем, что в способе автоматической дуговой сварки меди со сталью, при котором электрод смещают от стыка в сторону меди и с "зенита" вдоль кольцевого шва, согласно изобретению сварку производят стальной электродной проволокой, при этом электрод смещают с "зенита" на 0,55 - 1,3 длины сварочной ванны в сторону, противоположную направлению вращения изделия, а от стыка заготовок в сторону меди на 0,8 - 1,2 толщины медного элемента конструкции, что позволяет производить сварку разнородных металлов без применения дорогостоящих и дефицитных медных и бронзовых проволок с высоким качеством свариваемых швов. На фиг.1 представлена схема расположения стального электрода относительно оси стыка при сварке меди со сталью; на фиг.2 - схема расположения стального электрода относительно "зенита" при сварке тел вращения из меди и стали. На схеме расположения стального электрода относительно оси стыка при сварке меди со сталью представлены - фланец стальной - 1, корпус медный - 2, шов сварной - 3, электрод стальной - 4, a смещение электрода относительно оси стыка; d - толщина меди, На схеме расположения стального электрода относительно "зенита" при сварке тел вращения из меди и стали представлены: фланец стальной - 1, корпус медный - 2, сварной шов - 3 , электрод стальной - 4, сварочная ванна - 5, b - смещение электрода с "зенита" в сторону, противоположную вращению изделия; L - длина сварочной ванны; L1 - длина передней части ванны; L2 - длина задней части ванны; Vвращ. направление вращения изделия. Флюс, расплавленный шлак и шлаковая корка не показаны. Способ осуществляется следующим образом. Перед сваркой производят сборку одностороннего замкового соединения медного корпуса воздушной фурмы толщиной меди 5 - 6мм со стальным фланцем, стальную сварочную проволоку марки Св-08А диаметром 3мм смещают от оси стыка в сторону меди на 0,8 - 1,2 ее толщины (фиг.1) и с "зенита" в сторону, противоположную направлению вращения изделия, на 0,55 - 1,3 длины сварочной ванны (фиг.2). Затем производят автоматическую сварку под флюсом АН-348А при следующи х параметрах технологического процесса: I = 450А, Ug = 32В, Vсв. = 15м/ч. Многократные эксперименты позволили определить, что оптимальным является смещение стального электрода от стыка в сторону меди на 0,8 - 1,2 ее толщины (табл.1). Металлографическими исследованиями установлено, что при a 1,2 толщины меди наблюдается несплавление шва со стальным фланцем в корне шва, объясняемое фиксированной шириной шва, и наличием цепочки пор в меди вблизи границы сплавлення со швом, объясняемое недостаточным содержанием железа в шве, и соответственно, недостаточным связыванием им водорода, излишек которого и приводит к образованию цепочек пор в меди. Ме ханические испытания сварных соединений меди со сталью, выполненных при a = 0,8 - 1,2 толщины меди, позволили установить, что их механические свойства выше, чем у соединений, выполненных по традиционным технологиям (табл.2). Экспериментально установлено, что оптимальным является смещение стального электрода с "зенита" в пределах b = 0,55 - 1,3 длины сварочной ванны (табл.3). При этих условиях жидкий металл задней части сварочной ванны к моменту перехода через "зенит" успевает закристаллизоваться или находится в близком к этому состоянию и не стекает вперед, в сторону вращения изделия, остальная часть ванны удерживается от стекания в обратную сторону давлением дуги, образуется качественное сварочное соединение. При b 1,3 длины ванны давление дуги недостаточно для удержания сварочной ванны и шлака на поверхности изделия, и под действием гравитации шлак и металл стекает вниз впереди дуги, вследствие чего образуются непровар, шлаковые включения в корне шва, наплыв на сварочном соединении. Таким образом, поставленная задача достигается сваркой меди со сталью стальной проволокой и смещениями электрода от стыка в сторону меди и с "зенита" в сторону, противоположную направлению вращения изделия. По разработанному способу сварена и испытана на Алчевском металлургическом комбинате опытнопромышленная партия воздушных фурм доменных печей. Испытания показали их высокую эксплуатационную надежность, что позволяет повысить стойкость фурм.