SU1391843A1 - Method of welding annular joints - Google Patents
Method of welding annular joints Download PDFInfo
- Publication number
- SU1391843A1 SU1391843A1 SU864091546A SU4091546A SU1391843A1 SU 1391843 A1 SU1391843 A1 SU 1391843A1 SU 864091546 A SU864091546 A SU 864091546A SU 4091546 A SU4091546 A SU 4091546A SU 1391843 A1 SU1391843 A1 SU 1391843A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- welding
- joint
- deforming element
- zone
- pipes
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технологии сварки, в частности к сварке труб встык или приварке фланцев к тонкостенным трубам, и может быть использовано в трубной промышленности и других отрасл х машиностроени . Цель - повышение качества сварки за счет снижени сварочных деформаций. В собранные трубы 1 и 2 со стороны трубы 2 ввод т деформируюший элемент (ДЭ) 3, снабженный заходной конической частью 4 и цилиндрической рабочей частью 7. ДЭ 3 раздает трубы 1 и 2 с радиуса ло до радиуса г. Толш,ина стенки уменьшаетс с to до t. Длину цилиндрической рабочей части 7 ДЭ 3 устанавливают не менее суммы длины вне- контактной зоны 6, образующейс за ной конической частью 4, и ширины кольцевой зоны 8 п.тастической деформации обра- зуюш,ейс при сварке стыка 5. Длину зоны 6 определ ют из соотношени ,611 Х о а ширину зоны 8 - известным способом . При сварке деформирующий элемент смещен относительно стыка 5 в направлении перемещени на величину не менее прот женности зоны 6. Угол наклона образующей заходной конической части 4 устанавливают в пределах 1-3°. 2 з. п. ф-лы, 3 ил. 1 табл. (ЛThe invention relates to welding technology, in particular to butt-welding or welding of flanges to thin-walled pipes, and can be used in the pipe industry and other fields of engineering. The goal is to improve the quality of welding by reducing welding deformations. In the assembled pipes 1 and 2, from the side of the pipe 2, a deforming element (DE) 3 is inserted, equipped with a lead-in conical part 4 and a cylindrical working part 7. The DE 3 distributes pipes 1 and 2 from the radius to the radius of Tolsh, and the wall decreases with to t. The length of the cylindrical working part 7 ДЭ 3 is established not less than the sum of the length of the out-contact zone 6, formed behind the conical part 4, and the width of the annular zone 8 pp. Tastic deformation is formed when welding the joint 5. The length of zone 6 is determined from ratio, 611 X o and the width of zone 8 - in a known manner. During welding, the deforming element is displaced relative to the joint 5 in the direction of movement by an amount not less than the length of zone 6. The angle of inclination of the generatrix of the inlet conical part 4 is set within 1-3 °. 2 h. n. f-ly, 3 ill. 1 tab. (L
Description
//
22
II
II
СОWITH
соwith
00 400 4
соwith
) )
Изобретение относитс к сварке, в частности к сварке труб встык или приварке фланцев к тонкостенным трубам, и может быть использовано в трубной промышленности и других отрасл х машиностроени .The invention relates to welding, in particular to the butt-welding of pipes or the welding of flanges to thin-walled pipes, and can be used in the pipe industry and other branches of mechanical engineering.
Целью изобретени вл етс повышение качества сварки за счет снижени сварочных деформаций.The aim of the invention is to improve the quality of welding by reducing welding deformations.
На фиг. 1 представлена схема реализации способа при сварке труб встык; на фиг. 2 - то же при приварке фланца к трубе; на фиг. 3 - зависимость длины пластического участка внеконтактной зоны за деформирующим элементом от размеров трубы.FIG. 1 shows a diagram of the implementation of the method for butt welding of pipes; in fig. 2 - the same when welding the flange to the pipe; in fig. 3 - dependence of the length of the plastic section of the non-contact zone behind the deforming element on the pipe size.
В случае сварки двух труб встык трубы 1 и 2 предварительно фиксируют в осевом направлении и, прикладыва осевую нагрузку Q, перемещают цельный деформирующий элемент 3 внутри трубы 1 от ее свободного торца в сторону стыка. При этом деформирующий элемент 3 своей заходной конической частью 4 деформирует трубу 1 и свариваемые кромки трубы 2 до получени одинаковых размеров. При достижении деформирующим элементом зоны стыка 5 его останавливают .In the case of welding two pipes butt-end, pipes 1 and 2 are pre-fixed in the axial direction and, applying an axial load Q, move the one-piece deforming element 3 inside the pipe 1 from its free end towards the joint. In this case, the deforming element 3 with its lead-in conical part 4 deforms the pipe 1 and the edges of the pipe 2 to be welded to obtain the same dimensions. When reaching the deforming element of the joint zone 5 it is stopped.
При перемещении деформирующего элемента 3 в отверстии свариваемых труб его контакт с обрабатываемой поверхностью происходит по заходному конусу 4. При сходе с заходного конуса металл, соблюда условие непрерывности течени , образует внеконтактную зону 6. Она на определенном рассто нии со стороны большего основани заходного конуса лишает контакта цилиндрическую рабочую часть 7 с деформируемой сварочной зоной. Поэтому, чтобы обеспечить контакт цилиндрической рабочей части со сварочной зоной, при остановке деформирующего элемента необходимо смещать большее основание его заходного конуса относительно стыка 5 в направлении деформировани на величину, превышающую длину внеконтактной зоны 6. Дл этого длина цилиндрической рабочей части 7 деформирующего элемента должна превышать сумму длины внеконтактной зоны 6 и ширины окружной зоны пластических деформаций 8, имеющих место при сварке кольцевыми швами тонкостенных обечаек.When moving the deforming element 3 in the hole of the pipes being welded, its contact with the treated surface occurs along the lead-in cone 4. When the metal leaves the lead-in cone, the condition of continuity of flow is formed and forms a non-contact zone 6. It at a certain distance from the larger base of the lead-in cone loses contact cylindrical working part 7 with a deformable welding zone. Therefore, to ensure the contact of the cylindrical working part with the welding zone, when the deforming element stops, it is necessary to displace the larger base of its feed cone relative to the joint 5 in the direction of deformation by an amount exceeding the length of the noncontact zone 6. For this, the length of the cylindrical working part 7 of the deforming element should exceed the sum the length of the non-contact zone 6 and the width of the circumferential zone of plastic deformations 8, which occur when welding with circular seams of thin-walled shells.
Так как после остановки деформируюше- го элемента в зоне сварки длина внеконтактной зоны определ етс по зависимостиSince after stopping the deforming element in the welding zone, the length of the non-contact zone is determined by the dependence
; п R 1 1 .6 /0,54/ 1 ; n R 1 1 .6 / 0,54 / 1
,ol 1 г„ о (и, ol 1 g „o (and
где Го - внутренний радиус стыка до деформировани , мм;where Go is the internal radius of the joint before deformation, mm;
to - толщины стыка до деформировани , мм,to - thickness of the joint before deformation, mm,
а зависимость дл определени окружной зоны пластических деформаций, возникающих при сварке тонкостенных обечаек кольцевыми швами, имеет видand the dependence for determining the circumferential zone of plastic deformations arising during welding of thin-walled shells with circular seams has the form
-. -.
где г :- внутренний радиус стыка послеwhere g: - the internal radius of the joint after
деформировани , мм; t - толщина стыка после деформировани , мм;deformation, mm; t is the thickness of the joint after deformation, mm;
J.I - коэффициент Пуассона, то длина цилиндрической рабочей части 7 должна определ тьс неравенствомJ.I - Poisson's ratio, the length of the cylindrical working part 7 must be determined by the inequality
+ 0,611.гГ.е 4V3(1-ц) + 0.611.yy.e 4V3 (1-c)
(3)(3)
00
00
Выражение (1) получено г;утем математической обработки экспериментальных данных , представленных на фиг. 3. Выражение (2) известно из литературных данных. Деформирующий элемент 3 останавлива5 ют в положении, когда большее основание его заходного конуса 4 смещено относительно стыка 5 в направлении деформировани на величину, превыщающую длину внеконтактной зоны 6 после заходного конуса 4. В этом случае цилиндрическа рабоча часть 7 деформирующего элемента 3 находитс в непосредственном контакте с внутренними поверхност ми свариваемых труб 1 и 2 по всему периметру стыка 5. Затем производ т сварку. Цилиндрическа рабо5 ча часть 7 своей поверхностью оказывает силовое воздействие на зону пластических деформаций 8, возникающих в процессе сварки и устран ет услови образовани раст гивающих остаточных напр жений в сварочном шве, повыша геометрическуюExpression (1) is obtained by r; by the mathematical processing of the experimental data presented in FIG. 3. Expression (2) is known from the literature data. The deforming element 3 is stopped in a position where the larger base of its inlet cone 4 is displaced relative to the junction 5 in the direction of deformation by an amount exceeding the length of the noncontact zone 6 after the inlet cone 4. In this case, the cylindrical working part 7 of the deforming element 3 is in direct contact with the inner surfaces of the welded pipes 1 and 2 along the entire perimeter of the joint 5. Then, welding is performed. The cylindrical working part 7 with its surface exerts a force on the zone of plastic deformations 8 that occur during the welding process and eliminates the conditions for the formation of tensile residual stresses in the welding seam, increasing the geometric
0 точность отверсти в районе сварного шва. После выполнени сварки трубу 1 деформируют деформирующим элем ентом 3 по всей ее длине.0 hole accuracy in the weld area. After welding, the pipe 1 is deformed with a deforming element 3 along its entire length.
При приварке фланца к трубе (фиг. 2)When welding the flange to the pipe (Fig. 2)
5 трубу 1 и фланец 9 фиксируют в осевом направлении и, прикладыва осевую нагрузку Q, перемещают цельный деформирующий элемент 3 относительно трубы 1 и фланца 9. При этом деформирующий элемент 3 дефорQ мирует трубу 1 на величину, обеспечиваю- одинаковый размер наружного диаметра трубы 1 и внутреннего диаметра фланца 9. Деформирующий элемент 3 останавливают в положении, когда большее основание его заходного конуса 4 смещено в направлении5, the pipe 1 and the flange 9 are fixed in the axial direction and, applying the axial load Q, they move the integral deforming element 3 relative to the pipe 1 and the flange 9. At the same time, the deforming element 3 deforms the pipe 1 by an amount that ensures the same outer diameter of the pipe 1 and the inner diameter of the flange 9. The deforming element 3 is stopped in a position when the larger base of its lead-in cone 4 is shifted in the direction
5 деформировани относительно стыка 5 на величину, превышаюшую длину внеконтактной зоны 6 после заходного конуса 4. При таком положении деформируюшего элемента 3 во врем приварки фланца 9 к трубе 1 цилиндрическа рабоча часть 7 деформиру0 ющего элемента 3 находитс в непосредственном контакте с внутренней поверхностью трубы 1 по всему периметру стыка 5, преп тству образованию раст гивающих остаточных напр жений в сварном щве и содейJ- ству повышению геометрической точности отверсти трубы 1 в районе сварного шва. После приварки фланца 9 к трубе 1 последнюю деформируют деформирующим элементом 3 по всей длине.5 deformation relative to the junction 5 by an amount exceeding the length of the non-contact zone 6 after the inlet cone 4. In this position, the deforming element 3 during welding of the flange 9 to the pipe 1, the cylindrical working part 7 of the deforming element 3 is in direct contact with the inner surface of the pipe 1 along the entire perimeter of the joint 5 prevents the formation of tensile residual stresses in the weld and contributes to an increase in the geometric accuracy of the opening of the pipe 1 in the area of the weld. After welding the flange 9 to the pipe 1, the latter is deformed by the deforming element 3 along the entire length.
Угол (X наклона образующей заходного конуса 4 к оси деформирующего элемента 3 целесообразно назначать в пределах 1-3°.The angle (X of inclination of the generator of the feed cone 4 to the axis of the deforming element 3 is advisable to assign in the range of 1-3 °.
Выбор угла а меньще указанного диапазона приводит к вырождению заходного конуса в цилиндрическую ленточку, что недопустимо , так как с помощью него осуществл етс плавный заход в отверстие трубы и деформирование свариваемых элементов в радиальном направлении. Выбор угла а больше указанного диапазона вызывает образование острой кромки в месте перехода заходного конуса в цилиндрическую рабочую часть. При остановке деформирующего элемента в зоне сварки остра кромка внедр етс в стенку свариваемых элементов, что приводит к образованию дефектов. Кроме того, увеличение угла а выще указанного диапазона также ухудщает точность раздаваемого отверсти , что приводит к неравномерному контакту цилиндрической рабочей части деформирующего элемента 3 со свариваемыми трубами и ухудшению качества сварного щва и нарущению геометрии в зоне сварки.The choice of the angle a less than the specified range leads to degeneration of the lead-in cone into the cylindrical ribbon, which is unacceptable, as it helps to smoothly enter the pipe hole and deform the welded elements in the radial direction. The choice of angle a greater than the specified range causes the formation of a sharp edge at the point of transition of the feed cone into the cylindrical working part. When the deforming element is stopped in the welding zone, the sharp edge is inserted into the wall of the elements being welded, which leads to the formation of defects. In addition, an increase in the angle a higher than this range also worsens the accuracy of the hole being passed, which leads to uneven contact of the cylindrical working part of the deforming element 3 with the pipes being welded and deterioration of the quality of the welded joint and disturbance of the geometry in the welding zone.
Пример. Приваривали фланцы к биметаллическим трубам (волноводам дл радиорелейных линий св зи). Материал кольца и трубы - сталь 20. По внутренней поверхности труба имела медный токонесущий слой толщиной 0,3 мм. Диаметр отверсти трубы до деформировани ее в радиальном направлении составл л 69,3 мм, а фланца - 75,0 мм; толщина стенки трубы - 2,5 мм, фланца - 8 мм, длина трубы - 250 мм, фланца - 31 мм. Перед сваркой трубу 1 и фланец 9 деформировали в радиальном направлении до получени одинаковых размеров в месте сопр жени внутренней поверхности фланца с наружной поверхностью трубы. Деформирование осуществл ли цельным деформирующим элементом 3, изготовленным из твердого сплава марки ВК15.. Длина цилиндрической рабочей части 7 деформирующего элемента 3 определ лась по зависимости (3) и была прин той равной 30 мм, а угол наклона образующей рабочего конуса деформирующего элемента был равен .Example. The flanges were welded to bimetallic tubes (waveguides for radio relay communication lines). The material of the ring and the pipe is steel 20. The inner surface of the pipe had a copper current-carrying layer 0.3 mm thick. The diameter of the pipe hole before deforming it in the radial direction was 69.3 mm, and that of the flange, 75.0 mm; pipe wall thickness - 2.5 mm, flange - 8 mm, pipe length - 250 mm, flange - 31 mm. Before welding, the pipe 1 and the flange 9 were deformed in the radial direction until the same dimensions were obtained at the interface between the internal surface of the flange and the external surface of the pipe. The deformation was carried out with a one-piece deforming element 3 made of a hard alloy of the BK15 brand. The length of the cylindrical working part 7 of the deforming element 3 was determined according to relationship (3) and was assumed to be 30 mm, and the angle of inclination of the working cone of the deforming element was equal.
Больщее основание заходного конуса 4 деформирующего элемента 3 смещали относительно стыка 5 в направлении деформировани на 6 мм, что превышало длину вне- контактной зоны 6 после заходного конуса 4, определенную по зависимости (1) и равную дл данного размера трубы 5,1 мм. Прот женность зоны пластической деформации, определенна по зависимости (2), была равной 22,5 мм. Приварку фланца 9 к трубе 1 производили плав щимс электродом в среде углекислого газа и следующем режиме: сварочный ток 150-160 А, напр жение дуги 23-24 В, скорость сварки м/ч, диаметр электродной проволоки 1,2 мм. ПослеThe larger base of the lead-in cone 4 of the deforming element 3 was shifted relative to the junction 5 in the direction of deformation by 6 mm, which exceeded the length of the out-of-contact zone 6 after the lead-in cone 4, determined according to relationship (1) and equal to a given pipe size of 5.1 mm. The length of the plastic deformation zone, determined from dependence (2), was equal to 22.5 mm. The flange 9 was welded to the pipe 1 using a melting electrode in a carbon dioxide atmosphere in the following mode: welding current 150-160 A, arc voltage 23–24 V, welding speed m / h, electrode wire diameter 1.2 mm. After
00
5five
сварки трубу деформировали деформирующим элементом 3 по всей длине. Дл обосновани за вл емого диапазона угла наклона образующей заходного конуса 4 деформирующего элемента 3 деформирование трубы 1 и фланца 9 осуществл ли при п ти значени х а; двух граничных, среднем и двух за пределами диапазона. Каждым деформирующим элементом с конкретным значением а деформировалось по 3 трубы и по 3 фланца. После приварки фланцев к трубам и деформировани последних по всей длине измер ли усадку внутреннего диаметра труб в районе сварного щва, котора характеризует уровень раст гивающих остаточных напр жений в сварном щве.welding pipe deformed deforming element 3 along the entire length. In order to substantiate the claimed range of the angle of inclination of the forming cone 4 of the deforming element 3, the deformation of the pipe 1 and the flange 9 was carried out at five values of a; two boundary, average and two out of range. Each deforming element with a specific value of a was deformed by 3 pipes and 3 flanges. After welding the flanges to the pipes and deforming them over the entire length, the shrinkage of the internal diameter of the pipes in the area of the weld, which characterizes the level of tensile residual stresses in the weld, was measured.
Средние значени усадки внутреннего диаметра труб с приваренным фланцем в месте сварочной зоны приведены в таблице.The mean shrinkage of the internal diameter of pipes with a welded flange at the location of the welding zone are given in the table.
2020
2525
Наблюдаетс резание, что не допустимоCutting is observed, which is not acceptable.
30thirty
5five
00
5five
00
5five
Применение предложенного способа сварки позвол ет повысить геометрическую точность их внутреннего диаметра в районе сварного шва и свести к минимуму раст гивающие остаточные напр жени в сварном шве.The application of the proposed welding method makes it possible to increase the geometrical accuracy of their internal diameter in the area of the weld and minimize tensile residual stresses in the weld.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU864091546A SU1391843A1 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Method of welding annular joints |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU864091546A SU1391843A1 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Method of welding annular joints |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1391843A1 true SU1391843A1 (en) | 1988-04-30 |
Family
ID=21246734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU864091546A SU1391843A1 (en) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | Method of welding annular joints |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1391843A1 (en) |
-
1986
- 1986-05-20 SU SU864091546A patent/SU1391843A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Автоматическа сварка. 1984, № 12 с. 40-42. Авторское свидетельство СССР № 57231, кл. В 23 К 31/06, 1937. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7527301B2 (en) | Pipe/connector weld joint, and methods of welding same | |
| US5981921A (en) | Method of magnetic pulse welding an end fitting to a driveshaft tube of a vehicular driveshaft | |
| EP0722804A2 (en) | Arc welding method for aluminum members and welded product | |
| US4702624A (en) | Flanged half bearing | |
| US2551484A (en) | Metal cask or tank with belt weld | |
| US6598778B2 (en) | Aluminum-based metal link for vehicles and a method for producing same | |
| US20040131425A1 (en) | Underwater pipe-laying | |
| SU1391843A1 (en) | Method of welding annular joints | |
| JPS59500856A (en) | How to weld two parts | |
| US4455468A (en) | Process and device for splicing metal shafts by arc welding and spliced shaft made by such process | |
| RU2237561C1 (en) | Process for dressing tubes of different type steels for diffusion welding | |
| US9421629B2 (en) | Method of producing a material joint, and hollow section connection | |
| EP3650154B1 (en) | Tank manufacturing method, mirror plate of tank, and tank | |
| RU2156184C2 (en) | Method of and device for making long-cut articles | |
| JP7573201B2 (en) | Welding method and can body manufacturing method | |
| SU1606293A1 (en) | Method of multiple-layer arc welding of circumferential butt joints | |
| US10759001B2 (en) | Method of producing a welded ring | |
| JP2024098801A (en) | Welding method and can body manufacturing method | |
| US11951525B2 (en) | Method for producing a welded ring | |
| RU33530U1 (en) | Pipe connection for diffusion welding | |
| SU1260063A1 (en) | Method of producing thin-walled tubular articles having annular thickenings at butt ends | |
| SU1620251A1 (en) | Upsetting female die | |
| RU2572435C2 (en) | Welding of different-diameter and different-depth parts | |
| RU20741U1 (en) | CONNECTION OF TUBULAR PARTS FROM THERMOPLASTES | |
| SU941066A1 (en) | Method of arc welding by non-consumable electrode |