Спосіб контактного стикового зварювання оплавленням

1.СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ, преимущественно изделий толщиной более 5 мм с разви*тым сечением, при котором в начальный период оплавление производят с постоянной скоростью перемещения деталей, а перед осадкой скорость перемещения деталей увеличивают до конечной величины скорости оплавления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества соединений и стабильности их механических свойств, длительность периода ускоренного перемещения деталей устанавливают равной (1,0 . . . 4,0) %№Ч где &Ь*«лч~* максимальный зазор, образующийся между свариваемыми торцами изделий перед повышением скорости перемещения деталей; Vcp * средняя скорость перемещения за период ее повышения, причем &з тлау определяют по формулам: при сварке изделий толщиной лт 5 до 20 мм Дз-«ач = Vax.y (O,O22 u + 0 , 2 ) ; при сварке изделий толщиной Солее 20 мм = % ч . ч (0,00 !»іа\ определяется особенностью о б риод ускоренного перемещения не разования и разрушения контактов в Э042А6 процессе оплавления. Если зазор в окрестностях контакта достаточно велик, что возможно при большой высоте выступов на оплавляемых поверхностях, то при разрушении контактов на поверхностях оплавления не остается заметных углублении. Если этот зазор мал, то металл контактов по мере своего расплавления вытесняется электроto динамическими силами в зазор, образуя участок сваривания, который характеризуется металлической связью между свариваемыми изделиями, В связи с этим нагрев этого участка про15 исходит по всей его поверхности одновременно. Глубина кратера, образующегося при выплавлении участка сваривания, будет тем больше,- чем больше площадь этого участка, которая, 20 в свою очередь, определяется градиентом температурного поля впереди фронта плавления (фиг.2, г ) . Величины градиентов будут различными в том случае, если будут отличаться 25 условия отвода тепла на этих участках. У края образцов теплоотвод меньше, чем в центре поверхности оплавления, следовательно, и меньше глубина кратера. Поэтому по мере перемеще30 ния фронта плавления от центра поверхностей оплавления к ее краю глубина кратера уменьшается. Нагрев металла участков сваривания определяется не только условиями теп— лоотвода, но и проводностью этих участков. С увеличением напряжения холостого хода Vt*.> проводимость повышается. Поэтому при высоких з,начениях У2х-у создаются более благоприятные условия для увеличения площади участка сваривания. Кроме того, при высоких напряжениях выплавляется большее количество металла в единицу времени. В связи с этим в зазоре между и з делиями впереди фронта плавления накапливается большое количество расплавленного металла, образующего участок сваривания. В результате глубина кратеров, а следовательно, и максимальный зазор между деталями увеличивается. Исследования показали, что максимальный зазор между свариваемыми изделиями изменяется прямо пропорционально напряжению холостого хода, причем подобная зависимость сохраняется при сварке изделий всех толщин . ' От других параметров режима сварки величина максимального зазора не зависит. Например, при оплавлении на различных скоростях изменяется только конфигурация кратеров на оплавляемых поверхностях. С повышением скорости их края становятся более пологими, но глубина при этом остается неизмен35 ной. При толщине элемента свариваемого сечения превышающем 2 0tp , где t q tj протяженность участков сплавляемых торцов, расположенных у поверхностей свариваемых изделий, на которых зазор между изделиями увеличивается от минимальной до максимальной вели- 40 чины (рис.2 г ) , максимальная глубина кратера, а следовательно, и максимальная величина зазора между деталями, мало зависит от толщины свариваемых изделий. Экспериментальным путем ус- 45 тановлено, что величина £y - напряжение холостого хода, В. Определяя оптимальные значения длительности периода ускоренного перемещения % и периода оплавления ^ x = из стали 20 с толщиной стенки 12 мм = • 7,218 В и средней скорости \/с.р сваривались со ступенчатым повыше= 0 , 7 мм/с величину Xq устанавливанием скорости перемещения перед ют равной 8,0 с . осадкой £фиг.1, в"^ . Длительность &%*пъ\= 7,2 (0,001.30+0,620) • оплавления на конечной ступени скоро=4,68 мм, сти перемещения устанавливали, для изделий толщиной $: с^= 30 мм t ^ H = 3,0 с , \'с р Q у О,DO, Сп- !,^О,ОО~ t ^ 0 H = 6,68 0,5 = 3,33 с , принима= 8,016 с; округляем в сторону ем Хкоц = 3,0 с , сГ= 20 мм, 'цдац = уменьшения с точностью до 0,5 и = 2,0 c , t ^ o t t = 5,27-0,4 = 2,1 с , припринимаем нимаем ХкоН ~ 2,0 с . ^п = 8,0 с. Применение предложенного способа При сварке изделий толщиной мепозволяет повысить стабильность нее 20 мм максимальный зазор уменьмеханических свойств соединений, шается. Конечную скорость перемеще30 выполненных сваркой оплавлением до ния при соединении таких изделий п о уровня, предъявляемого к ответственвышают. Поэтому с целью снижения ным сварным конструкциям, например установленной мощности величину tfl к г а з о - и нефтепроводами большого можно увеличить. При этом наиболее диаметра, сооружаемым в районахширокий диапазон изменения величиКрайнего Севера, а также с паропровоны 'tq соответствует более тонкостендом высокого давления тепловых электным изделиям, которые свариваются на ростанций. более высоких скоростях. 904246 V t w . Ч, J a t. 904246 Редактор В.Зубкова Составитель В.Влодавская Техред А.Бабинец Корректор Е.Сирохман Заказ 2326/ДСП Тираж 914 Подписное ВНИИШ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5 Филиал П П "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная,4 П