Спосіб виконання початкової ділянки шва при електрошлаковому зварюванні виробів з кільцевими стиками

Спосіб виконання початкової ділянки шва при електрошлаковому зварюванні виробів з кільцевими стиками, при якому в зварному проміжку розміщують і закріплюють карман, а потім подають флюс і електродний матеріал для виконання зварювального процесу, який відрізняється тим, що як карман застосовують порожнистий мідний водоохолоджуваний елемент, а для відтворення безпосередньо електрошлакового процесу в зону розпочинання процесу зварювання вводять розплавлений флюс та електродний матеріал. (19) (21) u200807797 (22) 09.06.2008 (24) 10.03.2009 (46) 10.03.2009, Бюл.№ 5, 2009 р. (72) КРАСІЛЬНІКОВ СЕРГІЙ ГЕННАДІЙОВИЧ, UA, ГУЛІДА ВОЛОДИМИР ПАНТЕЛІЙОВИЧ, U A, ЛИТВИНЕНКО СЕРГІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, UA, КОСІНОВ СЕРГІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, UA, ГУЛІДА ЯРОСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "НОВОКРАМАТОРСЬКИЙ МАШИНОБУДІВНИЙ ЗАВОД", U A 3 39610 дає 0,75-1,5 години). Вказані недоліки обумовлюють тривалість, трудомісткість і складність процесу виконання і вирізки початкової ділянки шва, що характеризується важкими умовами праці. Все це в цілому завдає труднощів для отримання необхідної якості зварного з'єднання при ЕШЗ виробів з кільцевими стиками. В основу корисної моделі покладено завдання - створити спосіб виконання початкової ділянки шва при електрошлаковому зварюванні виробів з кільцевими стиками, що характеризується забезпеченням гарантованої якості зварного з'єднання. При реалізації цього способу досягається технічний результат, що полягає в мінімізації протяжності початкової ділянки шва. Для забезпечення цього технічного результату для здійснення способу виконання початкової ділянки шва при електрошлаковому зварюванні виробів з кільцевими стиками в зварному проміжку розміщують і закріплюють карман, а потім подають флюс і електродний матеріал для виконання зварювального процесу, при цьому в якості карману застосовують порожнистий мідний водоохолоджуваний елемент, а для відтворення безпосередньо електрошлакового процесу в зону початку процесу зварювання вводять розплавлений флюс та електродний матеріал. Між відмітними ознаками корисної моделі і технічним результатом, що досягається, є причинно-наслідковий зв'язок. Використання в якості карману полого мідного водоохолоджуваного елементу і введення в зону початку зварювання розплавленого флюсу і електродного матеріалу забезпечують бездуговий «рідкий старт», при якому початок утворення зварного з'єднання здійснюється безпосередньо з відтворення електрошлакового процесу, тобто без здійснення дугового процесу. В результаті цього прискорюється початок сплавлення металу шва із кромками, що зварюються, а це дозволяє мінімізувати протяжність початкової ділянки шва. Також зменшується кількість металу, що видаляється, знижується трудомісткість його видалення, забезпечується вирізання початкової ділянки шва з утворенням порожнини, яка заповнюється при замиканні початку шва з кінцем, без врізань у кромки і здоровий метал шва, що дозволяє підвищити якість зварного з'єднання в цілому. Окрім цього, додатково підвищується ефективність процесу за рахунок можливості демонтажу і багатократного подальшого використання полого мідного водоохолоджуваного елементу, який має формуючу поверхню криволінійної форми, що відповідає контуру лінії замикання початку шва з кінцем. Таким чином, при здійсненні запропонованого способу забезпечується підвищення якості зварного з'єднання, зниження собівартості процесу, а також поліпшення умов праці при видаленні початкової ділянки шва. Суть корисної моделі більш повно розкривається за допомогою графічних матеріалів, де показані: на Фіг.1 - схема початку процесу виконання 4 початкової ділянки шва; на Фіг.2 - схема закінчення процесу виконання початкової ділянки шва з переходом на виконання погонної частини шва; на Фіг.3 - перетин А-А на Фіг.2. Заявлена корисна модель промислово застосовна - вона призначена для використання в промисловості і впроваджена в ЗАТ «Новокраматорський машинобудівний завод» в термічному цеху на ділянці ЕШЗ кільцевих швів. Спосіб виконання початкової ділянки шва при електрошлаковому зварюванні виробів з кільцевими стиками здійснюється в наступній послідовності виконання операцій: - на зварюваній поверхні 1 (Фіг.1) торця однієї із заготовок 2 (Фіг.3) розмічають і наносять контур лінії 3 (Фіг.1) замикання початку шва з кінцем; - зібрані під ЕШЗ заготовки 2 (Фіг.3) із проміжком D встановлюють на опори зварювального стенду; - розміщують в зварювальному проміжку D карман 4 (Фіг.1), у якості якого використовують порожнистий мідний водоохолоджуваний елемент з патрубками для підведення 5 і відведення 6 води, і закріплюють його, розташовуючи формуючу поверхню 7 нижче по вертикалі на відстані d від лінії 3; - встановлюють повзун 8 для формування шва з боку внутрішньої циліндричної поверхні виробу, для утворення шлакової ванни 9 заливають в зону зварки шлак - заздалегідь розплавлений флюс, вводять в нього електродний матеріал 10 з відтворенням електрошлакового процесу і утворенням металевої ванни 11 (Фіг.2) і металу шва 12; - виконують початкову ділянку шва 12 і в міру заповнення проміжку D (Фіг.3) металом шва 12 здійснюють обертання виробу із швидкістю зварки; - перед підходом поверхні (дзеркала) шлакової ванни 9 (Фіг.1) до верхнього краю карману 4 встановлюють зовнішній повзун 13 (Фіг.2) для формування шва з боку зовнішньої циліндричної поверхні виробу; - після підйому нижнього краю зовнішнього повзуна 13 вище точки К лінії 3 замикання початку шва з кінцем переходять на виконання погонної частини шва і здійснюють демонтаж карману 4; - при повороті з обертанням виробу в процесі ЕШЗ здійснюють вирізку газовим різаком початкової ділянки шва із застиглим шлаком 14 до "здорового" (без дефектів) металу шва з утворенням порожнини для замикання початку шва з кінцем по лінії 3. В результаті відпрацювання за пропонованим протяжність початкової ділянки шва, який потрібно видалити від початкової його поверхні до здорового металу шва, складає 15-30мм при ЕШЗ виробів кільцевих швів з товщиною зварювання 80-450мм. Це значно підвищує е фективність пропонованого технічного рішення. Приклад конкретної реалізації способу. Початкові дані: - зварюваний виріб - «Торцева стінка» розмельного млина з кільцевим зварюваним стиком і товщиною стінки 200мм; - матеріал - сталь 20; 5 39610 - внутрішній діаметр - 2100мм, зовнішній діаметр - 2500мм; - зварювальний проміжок - 32-36мм; - електродний матеріал - зварювальний дріт Св-08Г2С діаметром 3мм; - флюс АН-8. Описаний спосіб при ЕШЗ «Торцевої стінки»здійснюється в наступній послідовності виконання технологічних операцій. Перед збиранням виробу для ЕШЗ на зварюваній поверхні 1 (Фіг.1) однієї із заготовок 2 (Фіг.3) розмітили лінію 3 (Фіг.1) замикання початку шва з кінцем і нанесли на внутрішній і зовнішній поверхнях горизонтальні позначки для позиціонування в проміжку D (Фіг.3) карману 4. Зібраний виріб встановили на опори зварювального стенду. В зварювальному проміжку D розмітили і закріпили карман за допомогою знімних фіксаторів, при цьому карман встановили в зазор так, щоб його формуюча поверхня 7 (Фіг.2) з кривизною, що відповідає контур у лінії 3 замикання початку шва з кінцем, була зміщена по вертикалі вниз на відстань d =20мм від лінії замикання. Тобто сумістили з позначками, заздалегідь нанесеними усередині і зовні на циліндричних поверхнях виробу (протяжність ділянки початкового шва, що видаляється для замикання початку шва з кінцем, встановлена експериментальним шляхом і для кільцевих виробів з товщиною стінки до 250мм складає не більше 20мм). До патрубків для підведення 5 (Фіг.1) і відведення 6 води приєднали гумові рукави. Встановили повзун 8 для формування шва з боку внутрішньої циліндричної поверхні виробу. В зону початку процесу залили заздалегідь розплавлений флюс з утворенням шлакової ванни 9 завглибшки 45мм і одночасно ввели мундштук із зварювальним дротом. В результаті, зварювання почали безпосередньо з відтворення електрошлакового процесу і утворення металевої ванни 11 (Фіг.2). Початок сплаву металу шва з кромками основного металу відбулось практично услід за початком процесу. Початок сплаву контролювали щупом і зафіксували на відстані 15-18мм від формуючої поверхні 7 карману 4. У міру заповнення проміжку D (Фіг.3) швом 12 (Фіг.2), що має в початковій ділянці змінний перетин по товщині, здійснювали поступове додавання флюсу для забезпечення постійності глибини шлакової ванни 9. При підході дзеркала шлакової ванни 9 (Фіг.1) до верхньої точки К лінії 3 встановили зовнішній 6 повзун 13 (Фіг.2) для формування шва із зовнішнього боку виробу і ввели в зону зварки другий мундштук для виконання погонної частини шва з подачею 2-х зварювальних дротів. Після переміщення в процесі зварки нижнього краю зовнішнього повзуна 13 вище за рівень точки К лінії 3 здійснили демонтаж карману 4. При повороті (обертанні) виробу із швидкістю зварки, що дорівнює 0,4м/годину, від початкового положення на 140-160° здійснили видалення газокисневим полум'ям початкової ділянки шва із застиглим шлаком 14, утвореним в результаті контакту рідкого флюсу з формуючою поверхнею 7 водоохолоджуваного карману 4. При цьому протяжність ділянки від початку до здорового металу шва з повним сплавом його з основним металом склала близько 18мм, а тривалість вирізки - 10 хвилин. Ультразвуковий контроль зварного з'єднання підтвердив якісне виконання шва, зокрема в зоні замикання початку шва з кінцем. Таким чином, на прикладі реалізації способу підтверджено, що за рахунок використання у якості карману полого мідного водоохолоджуваного елементу з криволінійною формуючою поверхнею, що відповідає контуру лінії замикання початку шва з кінцем, і заливкою в карман розплавленого флюсу для відтворення електрошлакового процесу безпосередньо на початку зварення мінімізується протяжність початкової ділянки шва. Окрім цього, забезпечується можливість демонтажа карману і подальше багатократне його застосування. В цілому підвищується ефективність ЕШЗ виробів з кільцевими швами, гарантується якість електрошлакового з'єднання в зоні замикання початку шва з кінцем. Описаний спосіб є перспективним технологічним рішенням, яке може бути використане також при ЕШЗ виробів з кільцевими швами із сталей підвищеної міцності, ЕШЗ яких обмежена через труднощі забезпечення якості електрошлакового зварного з'єднання в зоні замикання початку шва з кінцем. Заявлений спосіб виконання початкової ділянки шва дозволяє підвищити якість зварного з'єднання, а також за рахунок мінімізації протяжності початкової ділянки шва при електрошлаковому зварюванні виробів з кільцевими стиками забезпечити зниження собівартості процесу і поліпшення умов праці зварників. 7 39610 8 9 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 39610 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601