Claims (3)
Изобретение относитс к сварке, в частности к способам дуговой сварки труб, и может найти применение в различных отрасл х машинострое ни при сварке нахлестонных соединев судостроительной, химической, энергетической, авиа- и ра,кетостроении и других отрасл х народного хоз йства часто встречаютс нахлесточные соединени труб, образующие слож ную конфигурацию швов, к качеству которых предъ вл ютс повышенные требовани . Известен способ дуговой сварки плавлением криволинейных торцовых Ш.ВОВ преимущественно равной толщины, при котором дугу смещают от стыка по радиусу в сторону положительной кривизны, причем величину смещени выбирают такой, чтобы произведение ее на радиус кривизны было 20-50 MM Этот способ трудно осуществим при сварке швов сложной конфигурации, например эллипсных швов, так как сложно поддерживать все врем измен ющуюс величину смещени дуги, соответствующую радиусу кривизны в зоне сварки, и не применим дл нахлесточных соединений. Известен способ сварки внахлестку многослойных пакетов с толстыми лир- тами, например, с фланцами, пр.и котором осуществл ют предварительную прихватку элементов соединени кой тактной (роликовой) сваркой, а затем производ т сварку плавлением 123 . Однако предварительную прихватку контактной сваркой трудно примен ть дл получени швов сложной конфигу; раци. Кроме того переход с контактной , сварки на дуговую снижает про- изводительность процесса и требует дополнительное оборудование. Известен способ дуговой сварки труб, наиболее близкий к изобретению по технической сущности, при котором одну трубу устанавливают в другую, образу нахлесточное соединение,которое оплавл ют за два прохода 33. В этом способе на трубе большего диаметра и толщины выполн ют ступенчатую разделку и сварку ведут с применением угла наклона электрода. Этот способ трудно осуществим пр сварке швов сложной конфигурации, а выполнение ступенчатой площадкообразной проточки невозможно при сварке тонкостенных элементов и значительно повышает затраты на подготовку к сварке. Целью изобретени вл етс полу-, чение гарантированных геометрических размеров швов при сварке эллипсных соединений. Цель достигаетс тем, что в способе дуговой сварки труб, при котором одну трубу устанавливают в другую , образу нахлесточное соединение , которое оплавл ют за два проход сварку начинают на .большой оси эллип са и ведут с изменением формы дуги путем еесжати в зависимости от положени дуги на участках эллипса,при этом при сварке первого прохода дугу располагают по торцу наружной трубы а при сварке второго прохода дугу смещают ма ее внешнюю поверхность. При сварке второго прохода увеличивают эффективную мощность дуги по сравнению с эффективной мощностью ду ги первого прохода в 1,5-2 раза. При наличии технологического отверсти вблизи нахлестки на участках эллипса с большим радиусом дуги сжимают в направлении сварки, а на остальных участках - в на правлении, перпендикул рном к направлению сварки. Дугу сжимают магнитным полем или путем вращени электрода с определенным углом заточки. С целью получени равномерного уси лени по всему периметру шва при сварке второго прохода с присадочной проволокой начало сварки второго прохода располагают на большой оси эллипса , а проволоку подают между активными п тнами дежурной и рабочей дуг. На фиг.1 показана схема начала сварки первого прохода; на фиг. 2 положение п тма дуги относительно траектории движени электрода; на фиг. 3 - положение электрода при сварке второго прохода; на фиг.4 схема подачи проволоки при сварке второго прохода с присадочной проволокой; на фиг. 5 сечение сварного шва после сварки первого прохода;на фиг.6 - сечение шва после сварки второго прохода. На фиг. 1-6 применены следующие обозначени : 1 - вольфрамовый электрод; 2 - сварочна дуга; 3 - наружна труба эллипсного соединени ; k внутренний элемент нахлесточного эллипсного соединени ; 5 - п тно дуги; 6 - траектори движени электрода 1;Vgg - скорость сварки; 7,8 положени оси электрода 1 при сварке первого и второго прохода соответственно; 9 сварной шов; tq - длина дуги; 10 - присадочна проволока; Vnp скорость подачи присадочной проволоки; 11 - п тно дуги 2 при дежурном значении тока; 12 - п тно дуги 2 при импульсном значении тока; 13 технологическое отверстие; 1 сечение шва после первого прохода; 15 сечение шва после второго прохода; А - начало сварки первого прохода; В - начало сварки второго прохода . Способ осуществл ют следующим образом. При выполнении швов сложной конфигурации в различных точках траектории сварки существуют различные услови теплоотвода, а значит, и измен ютс размеры шва. При сварке р да ответственных соединений предъ вл ютс повышенные требовани к геометрическим параметрам сварного шва. Программирование по скорости сварки и по сварочному току не всегда позвол ет добитьс получени размеров шва в заданных пределах, Изменение формы дуги в зависимбсти от полс кени ее на участках соединени дает возможность стабйлизиррвать размеры шва. Например, необходимо осуществить сварку эллипсного нахлесточного соединени с технологическим отверстием 13 во внутреннем элементе i. При сварке первого прохода электрод 1 устанавливают таким образом, чтобы дуга 2 образовывала активное п тно 5 в зоне нахлестки свариваемых деталей, трубы 3 и элемента k ( фиг.1). Начало сварки располагают на большой оси эллипса в точке А и сжимают дугу 2 в направлении, перпендикул рном к направлению скорости гсварки . На участках эллипса с большим радиусом дугу 2 сжимают в направлении скорости сварки v ( п тно 5) и так далее по всей траектории 6 движени электрода 1. Сварку производ т в импульсном режиме. Така деформаци столба дуги 2 обусловлена наличием отверсти 13 в центре эллипса . Сжима дугу 2 таким образом, (исключают оплавление краев этого от (версти , что недопустимо согласно требовани м к качеству сварного соед нени . Начало сварки в точке А обусловлено наилучшими услови ми теплоотвода в этом месте соединени .Сварку первого прохода провод т на поН1 женной эффективной мощности дуги 2, обеспечива проплавление (сечение k шва) на небольшую величину в зоне нахлестки (фиг.5). При выполнении второго прохода дугу 2 смещают в сторону наружной поверхности соединени на 2-3 длины дуги и увеличивают эффективную мощность ее по срав нению с эффективной мощностью дуги 2 первого прохода в 1,5-2 раза (фиг.З). Увеличение мощности дуги 2 необходимо дл обеспечени заданного минимального сечени J5 сварног шва за счет стекани металла со стен ки Трубы 3 (фиг.6). Смещение дуги 2 в сторону наружной поверхности обе печивает расплавление ее, и в этом случае не происходит оплавление отверсти 13. Дугу 2 сжимают магнитным полем либо формой заточки электрода 1. Например, применение клиновой заточки вольфрамового электрода 1 ( фиг.1) обеспечивает изменение формы дугк 2 по периметру эллипса, как по|казано на фиг.2. В общем случае поло жение п тна 5 дуги относительно нахлестки мен ют поборотом электрода 1 вокруг своей оси. При необходимости получени дополнительного равномерного усилени по всему периметру соединени сварку второго прохода осуществл ют с проволокой 10. Последнюю дл упрощени конструкции сварочного автомата подают в одном направлении относительно большой оси эллипса со скоростью Vnp в зону между активными п тнами 11 и 12 дежур ой и рабочей дуг (фигЛ). Така подача проволоки 10 обеспечивает стабильный капельный перенос присадки в сварочиую ванну и качественное формирование валика шва Э. Сварку второго прохода с проволокой 10 начинают из точки В против часовой стрелки, что обеспечивает более равномерное усиление шва. Пример осуществлени способа. Способ дуговой сварки неплав щимс электродом осуществл ли при сварке нахлесточных соединений дроссел 0 10 мм с трубой ф 13 1/5 мм из титанового сплава 7М по эллипсному периметру. Дроссель имел технологическое отверстие. Сварку осуществл ли на установке типа СА-358, разработанной специально дл сварки этих соединений. Собранные на прихватах соединени закрепл ли в медной цанге, котора приводилась в движение по эллипсной траектории относительно неподвижного вольфрамого электрода . Электрод затачивали в форме клина, обеспечива сжатие п тна дуг.й. Первый проход выполн ли без приса- i дочной проволоки, располага конец электрода на рассто нии 1 мм от поверхности дроссел . Начало сварки располагали на большой оси эллипса, направление сварки - против часовой стрелки. Режим сварки первого прохода был следующим: импульсный ток пр мой пол рности, ток в импульсе Зи 60 А, ток в паузе 3 4 А, длительность импульса ttt 0,1 с.длительжэсть паузы t, 0,3 c.Vj - по программе на 12 участках эллипса в пределах . Второй проход выполн ли двум вариантами: с присадочной проволокой и без нее. В случае сварки без присадки электрод смещали в сторону наружной поверхности нахлестки на 3 мм и начало сварки было расположено в том же месте, что и при первом проходе. Параметры режима сварки второго прохода те же, что и при первом,кроме длительности импульса тока, котора равна 0,2 с. При выполнении сварки второго прохода с присадочной проволокой ; 0 1,2 мм марки 7 Н начало сварки располагали на противоположной стороне большой оси эллипса. Режим сварки , как и при сварке без присадки, скорость подачи проволоки ,6 м/ч. Применение предлагаемого способа позволит-избежать оплав;Гений кромок отверсти , получить размеры шва в заданных пределах (ширина шва 58 мм, минимальное сечение его 1,3 мм, превышени,е шва над поверхностью наружной трубы 4 0,3 мм) плавный переход шва в зоне сплавлени . Контроль качества, проведенный по первой категории, показал отсутствие дефектов сварного соединени . Использование способа позволит обеспечить автоматическую сварку швов сложной конфигурации при гаран тированных размерах шва и качества сварного соединени . Формула изобретени 1.Способ дуговой сварки труб, при котором одну трубу устанавливают в другую, образу нахлесточное соединение, которое оплавл ют за два прохода, отличающийс тем, что, с целью получени гаранти рованных геометрических размеров шв при,сварке эллипсных соединений, св ку начинают на большой оси эллипса .и ведут с изменением формы дуги путем ее сжати в зависимости от поло жени дуги на участках эллипса,при этом при сварке первого прохода дуг располагают по торцу наружной трубы а при сварке второго прохода дугу смещают на ее внешнюю поверхность. 2.Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с тем, что при сварке втор го прохода увеличивают эффективную мощность дуги по сравнению с эффек8 тивной мощностью дуги первого прохода в 1,5-2 раза. 3. Способ по П.1, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с целью повышени качества нахлесточного соединени , имеющего технологическое отверстие вблизи нахлестки, на участках эллипса с большим радиусом дугу сжимают в направлении сварки, а на остальных участках в направлении, перпендинаправлению сварки. кул рном к Ц, Способ по пп. 1 и 2, о т л ичрющийс тем, что дугу сжимают магнитным полем. 5.Способ по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что дугу с имают путем вращени электрода с определенным углом заточки. 6.Способ по пп. 1 и 2, о т л ичающийс тем, что, с целью получени равномерного усилени по всему периметру шва при сварке второго прохода с присадочной проволокой, начало сварки второго прохода располагают на большой оси эллипса, а проволоку подают между активными п тнами дежурной и рабочей дуг. Источники информации, прин тые во .внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 37619, кл. В 23 К 9/16, 1970. The invention relates to welding, in particular, to methods of arc welding of pipes, and can be used in various fields of the machine building industry or when welding the connections of the shipbuilding, chemical, power, aircraft, aircraft building, and other branches of the national economy often there are overlapping connections. pipes that form a complex configuration of seams, to the quality of which there are increased requirements. The known method of arc welding by fusion of curvilinear face sh. VOV is mainly of equal thickness, at which the arc is shifted from the joint along the radius towards the positive curvature, and the offset value is chosen such that its product by the radius of curvature is 20-50 MM This method is difficult to implement during welding seams of complex configuration, for example, elliptical seams, since it is difficult to maintain the time-varying amount of arc displacement corresponding to the radius of curvature in the weld zone, and is not applicable to overlap joints. A known method of overlap welding of multi-layer packages with thick lirts, for example, with flanges, and which is preliminarily tacked by the elements of a joint (roller) welding, and then made by fusion welding 123. However, contact welding tacking is difficult to apply for the formation of complex configuration; radio In addition, the transition from contact welding to arc reduces the productivity of the process and requires additional equipment. The known method of arc welding of pipes is closest to the invention by its technical nature, in which one pipe is installed into another, forming an overlap joint, which is melted in two passes 33. In this method, a stepwise cutting is performed on the pipe of larger diameter and thickness and using the angle of the electrode. This method is difficult to implement when welding seams of complex configuration, and the implementation of a stepped area-shaped groove is impossible when welding thin-walled elements and significantly increases the cost of preparing for welding. The aim of the invention is to obtain guaranteed geometrical dimensions of the seams when welding elliptical joints. The goal is achieved by the fact that in the method of arc welding of pipes, in which one pipe is installed in the other, an overlap joint that is melted in two passes starts welding on the major axis of the ellipse and leads to changing the shape of the arc by pressing on the ellipse sections, in this case, when welding the first pass, an arc is placed along the end of the outer tube, and when welding the second pass, the arc displaces its outer surface. When welding the second pass, the effective arc power is increased by 1.5–2 times as compared with the effective arc power of the first pass. If there is a technological opening near the overlap, in areas of an ellipse with a large radius of the arc, they are compressed in the direction of welding, and in other areas, in a direction perpendicular to the direction of welding. The arc is compressed by a magnetic field or by rotating an electrode with a certain angle of sharpening. In order to obtain a uniform reinforcement along the entire perimeter of the seam when welding the second pass with the filler wire, the start of the second pass welding is placed on the major axis of the ellipse, and the wire is fed between the active spots of the duty and working arcs. Figure 1 shows the scheme of the beginning of the welding of the first pass; in fig. 2 the position of the square arc relative to the path of the electrode; in fig. 3 - the position of the electrode when welding the second pass; 4 shows a wire feeding circuit for welding a second pass with a filler wire; in fig. 5 is a cross-section of the weld after welding the first pass; FIG. 6 is a cross-section of the weld after welding the second pass. FIG. 1-6, the following notation is used: 1 — tungsten electrode; 2 - welding arc; 3 — outer tube of an ellipse joint; k is an internal element of an overlap ellipse connection; 5 - arc spot; 6 - the trajectory of the electrode 1; Vgg - welding speed; 7.8 position of the axis of the electrode 1 when welding the first and second pass, respectively; 9 weld; tq is the arc length; 10 - filler wire; Vnp filler wire feed speed; 11 - spot of arc 2 at the current value of the current; 12 - spot of arc 2 with impulse current value; 13 technological hole; 1 section of the seam after the first pass; 15 section of the seam after the second pass; And - the beginning of the first pass welding; B - the beginning of the second pass welding. The method is carried out as follows. When performing seams of complex configuration at different points of the welding path, there are different conditions for heat removal, and therefore, the dimensions of the seam change. When welding a number of critical joints, there are increased demands on the geometrical parameters of the weld. Programming by welding speed and welding current does not always allow to obtain the dimensions of the weld within the specified limits. Changing the shape of the arc depending on its location in the joints makes it possible to stabilize the dimensions of the weld. For example, it is necessary to weld an elliptical overlap joint with the process opening 13 in the inner element i. When welding the first pass, the electrode 1 is installed so that the arc 2 forms an active spot 5 in the overlap zone of the parts to be welded, the pipe 3 and the element k (Fig. 1). The start of welding is placed on the major axis of the ellipse at point A and squeezes the arc 2 in the direction perpendicular to the direction of the speed of welding. In areas of an ellipse with a large radius, the arc 2 is compressed in the direction of the welding speed v (spot 5) and so on along the entire path 6 of the movement of the electrode 1. The welding is performed in a pulsed mode. Such a deformation of the arc column 2 is due to the presence of a hole 13 in the center of the ellipse. Squeezing the arc 2 in such a way (exclude the melting of the edges of this from (verstier, which is unacceptable according to the quality requirements of the welded joint). The start of welding at point A is conditioned by the best conditions of heat removal at this joint. The first pass welding is carried out on an effective arc 2, providing a penetration (cross section k of the seam) by a small amount in the overlap zone (Fig. 5). When the second passage is made, the arc 2 is shifted towards the outer surface of the joint by 2-3 arc lengths and increases its effective power compared to the effective power of the arc 2 of the first pass by 1.5-2 times (Fig. 3). Increasing the power of the arc 2 is necessary to ensure the specified minimum cross-section J5 of the weld due to the metal flowing off the wall of the Pipe 3 (Fig. 6) The displacement of the arc 2 towards the outer surface both melts it, and in this case the hole 13 is not melted 13. The arc 2 is compressed by a magnetic field or by the form of the grinding of the electrode 1. For example, the use of the wedge grinding of the tungsten electrode 1 (figure 1) provides a change in shape arc 2 per ellum perimeter dog, both | seemed in Figure 2. In the general case, the position of the arc spot 5 relative to the overlap is changed by displacing the electrode 1 around its axis. If it is necessary to obtain additional uniform reinforcement along the entire perimeter of the joint, the second pass is welded with wire 10. The latter, to simplify the design of the welding machine, is fed in one direction relative to the major axis of the ellipse at a speed Vnp to the zone between active spots 11 and 12 (figl). Such a wire feed 10 ensures stable drip transfer of the additive into the weld pool and high-quality formation of the weld bead E. Welding the second pass with wire 10 starts from point B counterclockwise, which provides a more uniform gain of the weld. An example of the method. The method of arc welding with a non-consumable electrode was carried out when welding overlap joints of throttles 0-10 mm with a tube f 13 1/5 mm from a 7M titanium alloy along an ellipse perimeter. The choke had a technological hole. The welding was performed on a CA-358 type machine designed specifically for welding these joints. Assembled on the tacks, the connections were fixed in a copper collet, which was set in motion along an elliptical path relative to a fixed tungsten electrode. The electrode was sharpened in the form of a wedge, providing compression of the arc spot spot. The first pass was carried out without the attachment wire, having the end of the electrode at a distance of 1 mm from the throttle surface. The beginning of welding was placed on the major axis of the ellipse, the direction of welding was counterclockwise. The first pass welding mode was as follows: a pulse current of direct polarity, a current in a pulse of Zi 60 A, a current in the pause of 3 4 A, a pulse duration of ttt of 0.1 s. The duration of a pause of t, 0.3 c. Vj - according to the program for 12 areas of ellipse within. The second pass was performed in two variants: with and without filler wire. In the case of welding without additive, the electrode was displaced to the side of the outer surface of the overlap by 3 mm and the beginning of the welding was located in the same place as in the first pass. The parameters of the second pass welding mode are the same as in the first, except for the current pulse duration, which is equal to 0.2 s. When performing welding of the second pass with filler wire; 0 1.2 mm mark 7 N beginning of the welding positioned on the opposite side of the major axis of the ellipse. Welding mode, as in welding without additives, wire feed speed, 6 m / h. The application of the proposed method will allow to avoid melting; Genius of the edges of the hole, to obtain the dimensions of the seam within the specified limits (seam width 58 mm, minimum cross section 1.3 mm, exceed, e seam above the surface of the outer tube 4 0.3 mm) smooth transition of the seam into fusion zone. The quality control carried out in the first category showed the absence of defects in the welded joint. The use of this method will allow for the automatic welding of seams of complex configuration with guaranteed weld sizes and quality of the welded joint. Claim 1. A method of arc welding of pipes, in which one pipe is installed in another, forms an overlap joint, which is melted in two passes, characterized in that, in order to obtain guaranteed geometric dimensions of the joint, when welding elliptical joints, the connection is started on the major axis of the ellipse .and lead to a change in the shape of the arc by compressing it depending on the arc position on the ellipse sections, while welding the first passage of the arcs is placed along the end of the outer tube and when welding the second passage the arc is shifted by outer surface. 2. The method according to claim 1, that is, with the fact that when welding the second pass, the effective arc power is increased in comparison with the effective arc power of the first pass by 1.5–2 times. 3. The method according to claim 1, in order to improve the quality of an overlap joint that has a technological opening near the overlap, on parts of an ellipse with a large radius, the arc is compressed in the direction of welding, and on the rest plots in the direction perpendicular to welding. cool to C, Method according to claims. 1 and 2, that is, that the arc is compressed by a magnetic field. 5. Method according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the arc is imaged by rotating the electrode with a certain angle of sharpening. 6. Method according to paragraphs. 1 and 2, in order to obtain uniform reinforcement along the entire perimeter of the seam when welding the second pass with the filler wire, the start of the second pass welding is placed on the major axis of the ellipse, and the wire is fed between active spots of the duty and working arcs . Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR No. 37619, cl. At 23 K 9/16, 1970.
2.Авторское свидетельство СССР Г 157022, кл. В 23 К 9/00, 19б2. 2. Authors certificate of the USSR G 157022, cl. At 23 K 9/00, 19b2.
3.Авторское свидетельство СССР If 596395, кл. В 23 К 9/16,1976 (прототип).3. USSR author's certificate If 596395, cl. B 23 K 9 / 16,1976 (prototype).
WZWZ
. A:V ,. A: V,
--ч - h
tStS
4four
Фиг 6Fig 6