[go: up one dir, main page]

SU647075A1 - Arc-welding method - Google Patents

Arc-welding method

Info

Publication number
SU647075A1
SU647075A1 SU762359098A SU2359098A SU647075A1 SU 647075 A1 SU647075 A1 SU 647075A1 SU 762359098 A SU762359098 A SU 762359098A SU 2359098 A SU2359098 A SU 2359098A SU 647075 A1 SU647075 A1 SU 647075A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
welding
weld pool
seam
welded
arc
Prior art date
Application number
SU762359098A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Евгеньевич Дорошенко
Василий Васильевич Фролов
Георгий Георгиевич Чернышов
Original Assignee
Специальное Конструкторское Бюро Гидротехнических Стальных Конструктций И Механизмов "Мосгидросталь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторское Бюро Гидротехнических Стальных Конструктций И Механизмов "Мосгидросталь" filed Critical Специальное Конструкторское Бюро Гидротехнических Стальных Конструктций И Механизмов "Мосгидросталь"
Priority to SU762359098A priority Critical patent/SU647075A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU647075A1 publication Critical patent/SU647075A1/en

Links

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к сварке металлических толстолистовых крупногабаритных конструкций, сварйвае вйЗ в различных пространственных полбжени х , в частности к сварке непбворотных кольцевых стыков трубопро водов диаметром в несколько метров или меридиональных стыков сферических резервуаров, свариваемых в неповоротном положении.The invention relates to the welding of metal plates of large-sized structures, welds in various spatial settings, in particular, to welding of non-rotary annular joints of pipelines with a diameter of several meters or meridional joints of spherical tanks welded in a non-rotatable position.

В насто щее врем  дл  сварки таких конструкций примен ют дуговую сварку с принудительным формированием шва медным охлаждаемымползуном , перемещаквдимс  по мере заполнени  разделки вместе со сварочным автоматом .At present, arc welding with the forced formation of a seam with a copper cooled creeper is used for welding such structures, moving as far as filling is completed along with the welding machine.

Однако этот способ позвол ет . сваривать за один проход толщины не более 10-12 мм, что ограничивает его использование.However, this method allows. weld in a single pass thickness of no more than 10-12 mm, which limits its use.

Другие известные способы однопроходной сварки со свободным формированием шва, при которых сварку ведут с возвратно-поступательными перемещени ми сварочного электрода от корн  шва к вершине под посто нHfciDM в пределах 30-90 углом к поверхности свариваемых деталей 2j или со сложными колебани ми электроOther known methods of single-pass welding with free seam formation, in which welding is carried out with reciprocating movements of the welding electrode from the root of the seam to the top, under constant HfciDM within 30-90 angles to the surface of the welded parts 2j or with complex electrical oscillations

22

да Ijf . Эти способы обладают сравнительно невысокой производительностью , котора  определ етс  услови ми формировани  сварочной ванны в различных пространственных положени х , ограничивающими силу сварочного тока величинами до 150-200А.yes ijf. These methods have a relatively low productivity, which is determined by the conditions for the formation of the weld pool in different spatial positions, limiting the strength of the welding current to values of 150-200A.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению  вл етс  способ дуговой сварки с принудительньа- формированием шва, при котором на сварочную ванну вйздействуют поперечным магнитным полем. В этом способе осуществл ют взаимодействие билы т жести расплава ванны с кондеромоторными силами, создаваемыми посто нным поперечным магнитным полем и сварочным током, проход щим по расплаву за счет скольжени  вслед за сварочной ванной токоподвода сварочной цепи, обеспечивающего посто нство величины направлени  тока в сварочной ванне 4 .The closest in technical essence and the achieved result to the described invention is a method of arc welding with forced forming of a seam, in which a welding field is affected by a transverse magnetic field. In this method, the melt pool sheet is coupled with the condomotor forces generated by a constant transverse magnetic field and welding current flowing through the melt due to slip following the welding bath of the current lead of the welding circuit ensuring the constant current flow in the welding bath 4 .

Дл  удержани  ванны при сварке стали толщиной более 10-15 мм за один проход, учитыва  значительную ее массу, требуетс  высока  напр женность поперечного, магнитного пол , ухудшающа  устойчивость горени  дуги. Цель изобретени  - увеличение производительности процесса сварки, выполн емой за один проход в нижнем и потолочном напр жени х, путем ведени  процесса сварки двум  разнопол рными дугами. . Это достигаетс  тем, что предла таемым способом дуговой сварки с принудительным формированием шва, йрй котором на сварочную ванну воздействуют поперечным магнитньом полем, дуги распблагают в продольной ; осевой плоскости стыка на рассто нии одна от другой, равном разности тол . щины свариваемого издели  и радиусов дуг, при. этом используют неодно родное магнитное поле с градиентом магнитной ийдукций, увеличивающимс  к корню шва, а величину градиента, вы бирают П рбпорциональной удельному весу сварочной ванны, а дл  повьйдени  устойчивости процесса свЭрки пр эознйкновёнйи случайных возмущений Г радиёнт йагнитной индукции у повер нбсти сварочной иайны в направлении вектора скорости сварки устанавли; .Жайт noBoiKH-tejTtbHUM. Включением двух дуг на разные пол рности обеспе иваетс  направлен ное п)охождени.е тока по жидкому металлу , аи аклаДываёмое на него неоднородное поперечное магнитное поле у it 3:3 ан ной формы и соответствую щёгонапраелени  создает неоднородное сйлрвоё Поле, компенсирующее гйдростЙ4йчес;к6е давленне сварЪчной. ванны, что предотвращает вытека ние В нижнем и йотолочном Положени х. Необходимость соответстви , гради0нта магнитной индукции удельному 1веСу ЙДкогъ металла определ етс  формой эпюры гидростатического давлени , котора  уравновешиваетс  по:лем пондеромоторных сил соответствую щей формы. Дл  компенсациигидростатического давлени  ванны т1эебуетс  зиачительноменьша  сила, чем дл  удержани  ма.ссы сварочной ваннй при однопро ходной сварке металла одинаковой тол щины. Это обсто тельство пбз.вол ет использовать в описываемом способе сварки значительно меньшую нйпр жен . йостъ поперечного магнитного пол  и значительно большую силу сварочного -тока, что увеличивает критическую ма су сварочной ванны и производитель нОсть Процесса. На фиг. 1 представлена схема способа В нижнем положении; на фиг.2 разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - в поТОЛ .ОЧНОМ положении на фиг.4 - разрез Б-В фиг. 3.. На фи-г.1-4 прин ты следующие усл ные обозначени : S - толщйна свариваемОгейеталла; 5- вектор магнитной индукции; 5.- вектор тока;; гааЗ- градиент магнитной индукции; ®.0- пол рности электродов; св направление сварки. Две электродные проволоки 1, включаемые на разные пол рности, подают . с определенной скоростью в зазор между свариваемыми листами 2. Дуги 3 зажигают на специальном вкладыше 4, вставл емом в разделку кромок в месте начала шва. За счет совместного плавлени  электродов и свариваемых кромок образуетс  сварочна  ванна 5i Поперечное неоднородное магнит-ное Поле в зоне сварочной ванны создаетс  П-образным электромагнитом б. Топографи  магнитного пол  в сварочной ванне определ етс  конструкцией электромагнита и свойствами евариваемо.го металла. Если евариваемый металл обладает ферромагнитными- свойствами, то топографи  маг-. нитного пЬл  в свариваемом зазоре и сварочной ванне зависит от геометрии разделок кромок, которые в этом , случае  вл ютс  полюсами электромагнита , и формы изОтермической поверхности с температурой точки Кюри. В этом случае требуемый градиент магнитной индукции по глубине сварочной вамны получают выбором угла скоса .кромок сварочного стыка при усЛоёйй равномерного их оплавлени . Зависимость градиента магнитной ийДУ1КЦЙЙ от угла скоса кромок может быть получена экспериментально. При сварке.стальных листов в нижием положении требуемый градиент маг нитйой индукции достигаетс  созданием угла скоса t кромок 22-26 на лицевой стороне стыка, а при сварке в потоло ном положении - созданием та когоже угла скоса, но с обратной стороны стыка. При сварке нефёрромагнитных материалов топографи  -.тагнйтного по- йёречнйго пол  задаетс  конструкцией и расположением электромагнита относительно сварочной ванны и от геометрий разделки кромок не зависит. Сила т жести сварочной ванны удерживаетс  механическими фбрмирующйми устройствами - скольз щим охл.аждаемым ползуном 7, формирующим, лицеteyiq поверхность шв.а, и подкладкой 8 Чэбратную по.верхность шва. Дл  обеспечени  стабильного формировани  сварочной ванны устойчивото против случайного нарушени  ее равновеси , .используют поперечное маг поЛе с возрастающей у поверхности сварочной ванны магнитной индукцией. В этом случае п-ри нарушейии райновеси  между формирующими силами и гидростатическим давлением сварочной ванны жидкий металл начинает перемещатьс  в сторону увеличени  магнитной индукции, что приводит к увеличению пондеромоторныхTo hold the bath during welding of steel with a thickness of more than 10-15 mm in one pass, taking into account its considerable mass, a high strength of the transverse, magnetic field is required, which deteriorates the stability of arc burning. The purpose of the invention is to increase the productivity of the welding process, performed in a single pass in the lower and ceiling voltages, by maintaining the welding process with two different arcs. . This is achieved by the fact that the proposed method of arc welding with the forced formation of a seam, which is affected by a transverse magnetic field on the weld pool, arcs are distributed in the longitudinal direction; axial junction plane at a distance from one another equal to the difference in thickness. the area of the welded product and the radii of the arcs, with. This uses an inhomogeneous magnetic field with a gradient of magnetic inductances increasing towards the root of the seam, and the magnitude of the gradient is chosen as the specific weight of the weld pool, and in order to ensure the stability of the process of testing the random perturbations G, the magnetic field of the weld pool is welded, the welded welding surface is welded, and the welder is welded. welding speed vector set; .Zhite noBoiKH-tejTtbHUM. By switching on two arcs on different polarities, the directional current flow through the liquid metal is ensured, and the inhomogeneous transverse magnetic field of it 3: 3 of this form is applied to it, and the corresponding gable creates a non-uniform field, compensating for the velocity of the body. svarchnoy. baths, which prevents leakage in the lower and inner ganging positions. The need to match the magnetic induction of the specific induction of the specific metal ID of a metal is determined by the shape of the hydrostatic pressure profile, which is balanced by: the ponderomotive force of the corresponding form. To compensate for the hydrostatic pressure of the bath, an effective smaller force is required than to hold the mass of the weld pool in single-pass welding of metal of the same thickness. This circumstance PBZ. It is possible to use in the described welding method a much smaller NPR. The yost of the transverse magnetic field and the significantly greater strength of the welding current, which increases the critical amount of the weld pool and the manufacturer of the Process. FIG. 1 shows a diagram of the method in the lower position; in Fig.2 a section aa of fig. one; in fig. 3 - in the TORAL. OCHE position in Fig. 4 - section B-B of FIG. 3 .. At phi-d.1-4, the following conventional notation is accepted: S - thickness welded Ogheetall; 5- magnetic induction vector; 5.- current vector ;; aaa3 is a magnetic induction gradient; ®.0- polarity of electrodes; St. welding direction. Two electrode wires 1 connected to different polarities are supplied. with a certain speed into the gap between the welded sheets 2. The arcs 3 are lit on a special insert 4, inserted into the groove edges at the beginning of the seam. Due to the joint melting of the electrodes and the edges being welded, a welding bath is formed 5i Transverse non-uniform magnetic field A field in the weld pool zone is created by a U-shaped electromagnet b. The topography of the magnetic field in the weld pool is determined by the design of the electromagnet and the properties of the evariable metal. If the evariated metal has ferromagnetic properties, then the topography of mag-. The nitric flux in the weld gap and the weld pool depends on the geometry of the edge grooves, which in this case are the poles of the electromagnet, and the shape of the thermal surface with the Curie point temperature. In this case, the required gradient of the magnetic induction over the depth of the weld is obtained by choosing the bevel angle of the edges of the welding joint with the succession of their uniform melting. The dependence of the gradient of the magnetic iDU1QJY on the angle of the bevel of the edges can be obtained experimentally. When welding steel sheets in the lower position, the required gradient of magnetic induction is achieved by creating a bevel angle t of the edges 22-26 on the front side of the joint, and when welding in the ground position, by creating that coherence angle but from the back side of the joint. When welding non-ferromagnetic materials, the topography of the -functional yogic floor is determined by the design and location of the electromagnet relative to the weld pool and does not depend on the geometry of the groove. The strength of the weld pool is held by mechanical fbrim devices - a sliding coolant with each slider 7 forming the face of the joint surface and the lining 8 of the top of the seam surface. To ensure the stable formation of the weld pool, it is resistant against accidental disruption of its equilibrium. A transverse magic box is used with a magnetic induction increasing at the surface of the weld pool. In this case, due to the disturbance of the balance between the forming forces and the hydrostatic pressure of the weld pool, the liquid metal begins to move in the direction of increasing the magnetic induction, which leads to an increase in the ponderomotive

формирующих сил и восстановлению . равновеси  сварочной ванны.formative forces and recovery. equilibrium weld pool.

Указанна  характеристика магнитного пол  может быть обеспечена как конструкцией электромагнита, так и расположением его относительно сварочной ванны.This magnetic field characteristic can be provided by both the design of the electromagnet and its location relative to the weld pool.

Дл  осуществлени  описанного способа сварки целесообразно использовать дуговую сварку в -защитных газах или сварку порошковыми проволокми .To implement the described welding method, it is advisable to use arc welding in protective gas or flux-cored welding.

Примером выполнени  описанного способа  вл етс  сварка двух стальных листов толщиной 30 мм в потолочном положений.An example of the method described is the welding of two steel sheets 30 mm thick in the ceiling positions.

Сварка выполн етс  за один прохо двум  порс дковыми проволоками-диамером 4 гФ1, подключаемыми на разные пол рности, с принудительным формиров нием шва {фиг. 4).Welding is carried out in one pass by two pores with dkamer wire with a diameter of 4 gF1, connected to different polarities, with the forced formation of a seam {Fig. four).

Формирование шва осуществл етс  скольз щим охлаждаемым ползуном 7 с лицевой стороны стыка и подкладко 8 или вторым ползуном - с обратной стороны стыка.The seam is formed by a sliding cooled slider 7 on the front side of the joint and the lining 8 or the second slider on the reverse side of the joint.

Две электродные проволоки подают в пространство,, образованное формирующими устройствами и кромками свариваемых листов. Рассто ние между электродами (дугами 3) устанавливают максимально возможным в пределах толй1ины свариваемого металла, но так ,чтобы исключить оплавление поверхности формирующих устройств. На практике рассто ние между дугами можно определ ть по зависимости:Two electrode wires are fed into the space, formed by forming devices and edges of the sheets to be welded. The distance between the electrodes (arcs 3) is set to the maximum possible within the range of the metal to be welded, but in such a way as to exclude the melting of the surface of the forming devices. In practice, the distance between arcs can be determined by the dependencies:

е & - 2,e & - 2,

где В .- рассто ние между дугами;where B is the distance between arcs;

б - толщина свариваемого металлb - thickness of the metal being welded

г - радиус столба дуги. r is the radius of the arc column.

При сварке стали толщиной 30 мм это рассто ние равно 24-25 мм. When welding steel with a thickness of 30 mm, this distance is 24-25 mm.

Учитыва , что в данном примере свариваетс  ферромагнитный мат ериал ,- принципиальное значение имеет форма изотермы околошовнбй зоны с температурой точки Кюри.Taking into account that in this example the ferromagnetic material is welded, the shape of the isotherm of the near-surface zone with the temperature of the Curie point is of fundamental importance.

Дл  удержани  сварочнойванны в потолочном положении нербходимо, чтобы линии изотермы пр обе стороны от шва были расположены под углом 22-26 , направленным вверх.To hold the welding bath in a ceiling position, it is not necessary that the isotherm lines on either side of the seam be at an angle of 22-26, pointing upwards.

Такое расположение изотерм достигаетс  установкой соответствующих напр жений на дугах: .This arrangement of the isotherms is achieved by setting the corresponding voltages on the arcs:.

-.на дуге, расположенной у лицевого формирующего устройства - 3032 В,а на второй дуге - 35-36 В.Получению требуемого угла между изотермами с температурой точки Кюри-.on the arc located at the front of the forming device - 3032 V, and on the second arc - 35-36 V. Obtaining the desired angle between the isotherms with the temperature of the Curie point

способствует также соответствующа  разделка кромок.suitable cutting of edges also contributes.

Сварка выполн етс  на режиме:Welding is performed on:

скорость подачи проволоки 260280 м/ч;wire feed speed 260280 m / h;

сварочный ток 800-900 А;welding current 800-900 A;

напр жение на дугах 30-32 Вvoltage on arcs 30-32 V

и 35-36 В.and 35-36 V.

..; /fei-v;...; / fei-v ;.

-i ;,г-:о..:: 647075 -i;, g-: o .. :: 647075

Скорость сварки в данном случае определ етс  производительностью наплавки и  вл етс  величиной, производной от скорости подачи электродов (в нашем примере 7-8 м/ч).The welding speed in this case is determined by the deposition rate and is the value derived from the feed rate of the electrodes (in our example, 7-8 m / h).

В предлагаемом способе сварки к основным параметрам режима, кроме указанных, также относитс магнитна  индукци  поперечного магнитного пол , создаваемого электромагнитной приставкой.In the proposed welding method, the main parameters of the mode, besides the indicated ones, also include magnetic induction of the transverse magnetic field created by the electromagnetic attachment.

Учитыва , -что поперечное магнит 0 ное поле в зазоре стыка  вл етс  |Неоднеродным, вкачестве отсчета принимаетс  максимальна  величина магнит|ной индукции, определ ема  при пере мещении датчика по глубине разделки Considering that the transverse magnetic field in the butt gap is | Non-one-dimensional, the maximum magnitude of the magnetic induction, determined when the sensor is moved according to the depth of cutting, is taken as reference.

5 кромок.5 edges.

в данном случае величина магнитной индукции должна составл ть 200-250 Гс, а ее направление уста- . навливаетс  по известному правилу in this case, the magnitude of the magnetic induction should be 200-250 Gs, and its direction should be set. by the well-known rule

0 левой руки таким образом, чтобы взаимодействие пол  и тока в жидком металле создавало пондеромоторную силу, направленную к .фронту кристаллизации сварочной ванны.0 of the left hand so that the interaction of the field and the current in the liquid metal creates a ponderomotive force directed to the front of the weld pool.

5five

Удержание сварочной ванны при ,этом, кроме механических формирующих устройств, обеспечиваетс  благодар  компенсации гидростатического давлени  жидкого металла за счет The holding of the weld pool during this, besides the mechanical forming devices, is provided by compensating the hydrostatic pressure of the liquid metal due to

0 создани  соответствующего градиента .магнитной индукции, увеличивающегос  к корню шва.0 creating an appropriate gradient. Magnetic induction, increasing to the root of the seam.

Совместное использование механических устройств и электромагнитных The sharing of mechanical devices and electromagnetic

5 сил дл  формировани  шва позвол ет эначительно увеличить критическую массу сварочной ванны, удерживаемой в различных пространственных положени х , а ЭТОпозвол ет увеличить 5 forces to form a seam allows to significantly increase the critical mass of the weld pool held in different spatial positions, and this allows you to increase

0 критическую величину сварочного тока и производительность процесса в целом. Так, например, известные способы сварки обеспечивают формирование шва В. потолочном положении на токах до 150-200 А.0 the critical value of the welding current and the performance of the process as a whole. For example, the known methods of welding ensure the formation of a seam V. The overhead position on currents up to 150-200 A.

5five

При этом производительность нап- лавки составл ет до 4 кг/ч.At the same time, surfacing capacity is up to 4 kg / h.

Предлагаемый способ сварки предусматривает выполнение процесса на токах до 800-1000 А и обеспечивает The proposed welding method involves the implementation of the process on currents up to 800-1000 A and provides

0 производительность наплавки более 30 кг/ч, .т.е. производительность процесса увеличиваетс  в несколько раз.0 surfacing performance more than 30 kg / h. the productivity of the process is increased several times.

Кроме того, предлагаемый способ i In addition, the proposed method i

5 обеспечивает сварку толстолйстового проката за один проход зь счет компенсации гидростатического давлени  жидкого металла, что способствует сокращению подготовительных 5 provides for welding one-pass thick plate rolling through the compensation of hydrostatic pressure of the liquid metal, which contributes to the reduction of preparatory

0 и промежуточных операций (настройка аппаратуры, удаление шлака после каждого прохода и т.п.) .0 and intermediate operations (hardware setup, slag removal after each pass, etc.).

Claims (1)

Формула изобретени  1. Способ дуговой сварки с принудительным формированием шва, приClaim 1. Arc welding method with forced seam formation, with
SU762359098A 1976-05-12 1976-05-12 Arc-welding method SU647075A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762359098A SU647075A1 (en) 1976-05-12 1976-05-12 Arc-welding method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762359098A SU647075A1 (en) 1976-05-12 1976-05-12 Arc-welding method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU647075A1 true SU647075A1 (en) 1979-02-15

Family

ID=20660930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762359098A SU647075A1 (en) 1976-05-12 1976-05-12 Arc-welding method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU647075A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607296C1 (en) * 2015-06-30 2017-01-10 Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ОАО "ЧТПЗ") Method of welding of metal articles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2607296C1 (en) * 2015-06-30 2017-01-10 Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" (ОАО "ЧТПЗ") Method of welding of metal articles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Meng et al. High speed TIG–MAG hybrid arc welding of mild steel plate
US2756311A (en) High-speed tandem arc working
US4336441A (en) Welding process
US4366362A (en) All position TIG welding process
US3704358A (en) Submerged-arc both-side butt welding method of a square groove
Patel et al. A review on parametric optimization of TIG welding
US2702846A (en) Noble monatomic gas shielded magnetic field controlled electric arc welding process and apparatus
Ghosh et al. Characteristics of a pulsed-current, vertical-up gas metal arc weld in steel
KR20120112743A (en) Tig arc welding electrode and tig arc welding method
CN107538113B (en) Welding Waveforms for Stainless Steel Applications
SU647075A1 (en) Arc-welding method
Lin et al. Parametric and metallurgical investigation of modified 3D AM 80 HD steel for wire and arc additive manufacturing
Jia et al. Rotating-tungsten narrow-groove GTAW for thick plates
RU2497644C2 (en) Multiarc welding of welded blanks
GB2037639A (en) Arc welding method
US3882298A (en) Method of and apparatus for the submerged arc surfacing of metallic work pieces
KR20210061206A (en) Electro gas welding apparatus and heat input control method thereof
RU2763068C2 (en) Method for controlling the stability of the welding bath
JPS5966978A (en) Multi-electrode submerged arc welding method
Midawi et al. Comparison of hardness and microstructures produced using GMAW and hot-wire TIG mechanized welding of high strength steels
Brandi et al. Electroslag and electrogas welding
RU1519021C (en) Method of controlling depth of penetration in arc welding
SU1696204A1 (en) Method of three-phase arc welding
KR102661337B1 (en) Method of electro gas arc welding
Ukita et al. High-speed DCEN TIG welding of very thin aluminium sheets with magnetic arc control