Способ стыковой электроконтактной сварки оплавлением — SU 1815072 (original) (raw)
СО)ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 07 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 4(51) 5 НТНО НИЕ ИЗО П ЕТЕ ИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКО довательски агистральны в и А.С.За М,Д. Прессольных и про - М,: Недра,идавлением130, 167-168. л электроконтактной сварки марки К.При этом, в соответствии с предлагаемым способом пластины центровали; затем проводили оплавление. Режим оплавления задавали следующими параметрами:Первичное напряжениесварочного трансформа 00тора, В 390-410ариваемые иэделия центрируют, тор- . Программируемаяскорость оплавления, мм/с 0,22 - 0,24Время оплавления 4 на программируемой ЬЭ скорости, с 160 - 180Время форсировки. с 8 - 12Конечная скорость форсировки, мм/с 0,9 - 1.2,обеспечивэю 1 цими создание необходимого температурного поля и образование на свариваемых поверхностях пленки жидкого металла, Осадку, всоответствии с предлагаемым способом, проводили по программе нагружения путем задания перед сваркой Изобретение относится к прессовым методам сварки, в частности к стыковой злектроконтактыой сварке металлов сплавлен ием,Целью изобретения является повышение качества сварного соединения.Способ осуществляют следующим образом.(71) Всесоюзный научно-исслеинститут по строительству мтрубопроводов(56) Лившиц В.С., Литвинчуквые методы сварки магистрамысловых трубопроводов,1970, с. 29-30, 88-90.Гельман А.С. Основы сварМ.: Машиностроение, 1970, с. цы изделий оплэвляют при непрерывном их сближении до получения требуемого температурного поля с образованием на торцах пленки жидкого металла после чего осуществляют осадку изделий, причем в процессе осадки давление изменяют со скоростью чр ) 20(кг/мм )/с до достижения определяемого из соотношения (1).Проводились экспериментальные исследования процесса стыковой контактной сварки оплавлением. Были взяты 72 пластины размером 200 х 200 х 20 мм из трубной стали класса прочности К. Пластины сва- ривали попарно на сварочной машине для:(54) СПОСОБ СТЫКОВОЙ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛ Е НИ ЕМ (57) Использование. при стыковой электро- контактной сварке металлов оплавлением, Сущность изобретения; способ стыковой электроконтактной сварки оплавлением включает операции центровки свариваемых иэделий, их оплавление до получения на оплавляемых торцах пленки жидкого металла и осадку, Давление в процессе осауки изменяют со скоростью чр20 (кг/мм )/с до достижения им значения, полученного расчетным путем из определенного соотношения, 1 табл.аскорости нагружения, отношения площадейпоперечного сечения центра сварного соединения до и после сварки и ограничениямаксимального давления осадки величиной,Скорость нагружения задавали путем изменения положения регулятора расхода жидкости гидросистемой сварочной машины, шкалакоторого была протарирована в единицахскорости нагружения, а именно в (кг/мм )/с.Измерение давления осадки осуществляли 10путем регистрации сигнала от тензодатчикана динамометре, установленном последовательно с изделиеми штоком гидроцилиндрасварочной машины. Полученный сигнал сравнивали с расчетным значением нагрузки и 15при их равенстве нагружающую систему отключали и осадку прекращали, При этом, сцелью сравнения качества получаемых сварных соединений варьировали значениямискорости нагружения и отношения площадей 20поперечного сечения. часть значений этих параметров соответствовала требованиямпредлагаемого способа, а другие отличалисьв большую или меньшую стороны. Дополнительно в процессе осадки регистрировали 25относительное перемещение зажимов сварочной машины с целью определения ско. рости осадки.В результате сварки было получено 36сварных стыков. С каждого стыка сначала 30удалили неметаллический грат и с цельюконтроля воспроизводимости задаваемого(в соответствии с предлагаемым способом)показателя степени деформации центрастыка проводили замеры максимальной величины усиления сварного шва; после чегоопределяли фактическую площадь поперечного сечения сварного стыка и фактическое. отношение площадей поперечного сечениясварного стыка. Затем усиление удаляли с 40обеих сторон полностью до уровня основного металла Фрезерованием. Для оценки качества сварки испытывались плоскиеобразцы на изгиб. Для этого из каждой пластинывырезали по 5 образцов типа ХХЧ 45по ГОСТ 6996-66, Испытания проводили наиспь 1 тательной машине РМ - 50 пуансономдиаметра 20 мм при расстоянии между опорами 90 мм до разрушения образца, либо домомента достижения параллельности его 50. сторон, В случае разрушения образца измеряли угол изгиба, при котором произошлоразрушение. Среднее значение угла изгибадля образцов из одного сварного стыка принималось за показатель качества данного 55сварного соединения,Исходные параметры осадки и данныезамеров приведены в таблице. Анализ приведенных данных (см. табл,), показал, чтомаксимальная пластичность сварных стыков соответствующая среднему углу изгиба 180 имеет место во всех случаях проведения процесса осадки в соответствии с предлагаемым способом (см. примеры 6 - 9, 12 - 15, 26-29 в таблице), а именно; когда скорость нагружения больше либо равна 20 (кг/мм )/с, задаваемый показатель 1 стегпени деформации стыка имеет значения в интервале (1,5-2,5, соответствующем требованиям предлагаемого способа, э задаваемый эмпирический коэффициент у лежит в интервале (1,5 - 1,71.В случае малой скорости нагружения, равной 10 (кг/мм )/с, значение которой нагходится за пределами, рекомендуемыми предлагаемым способом, (примеры 1 - 4) пластичность стыков, характеризуется значениями угла изгиба 20 - 40, Этот эффект понижения качества связан с малой скоростью деформации центра стыка, которая не обеспечивает удаление из стыка жидких окислов до момента начала их кристаллизации, Окислы остаются в стыке и ослабляют металлическую связь в сварном соединении, что приводит к уменьшению пластичности,Если задаваемый показатель К степени деформации стыка не соответствует рекомендуемому в предлагаемом способе пределу, происходит неполный вынос окислов за пределы рабочего сечения сварного стыка, образующегося после снятия грата, и пластичность стыка остается на невысоком уровне, соответствующем углу изгиба 40- 50 (примеры 5, 11, 25), Увеличение степени деформации сварного стыка за указанные пределы хотя и приводит к полному удалению. из рабочего сечения сварного стыка окислов, сопровождается значительным расходованием запаса пластичности металла сварного шва, в результате которого конечная пластичность сварного соединения также остается на низком уровне, 40 в 5 (примеры 10, 16, 30),В случае, когда значение эмпирического коэффициента р берется за пределами, рекомендованными предлагаемым способом, (примеры М 17-24) качество сварного стыка также не обеспечивается, в связи с тем. что вычисляемые значения давления осади, при которых следует прекратить осадку, в одном случае занижены, а в другом завышены.Анализ полученных данных также показывает, что предлагаемый способ более точно определяет параметры процесса осадки, которые обеспечивают получение качественного сварного соединения, Так. в способе по прототипу при показателе степени деформации стыка больше 2.5, например1815072 бку свариваемых иэделий, их оплавленив до.;. получения на оплавляемых торцах пленки . жидкого металла и осадку, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, давление в процессе осадки изменяют со скоростьючр 20 (кг/мм )/с до достижения им значения, определяемого иэ соотноШения Р= фй(К)47 р, где К,5-2,5 в .показатель степени деформации сварного стыкар - 1,5-1,7 Цкгl мм )/с)о - эмпирический коэффициент 2,7: 3,01 и т,дкогда согласно прототипу качество сварного стыка должно быть хорошим, полученные данные свидетельствуют о снижении качества (см, графу 7 таблицы 5 примеры 31 - 36)..Таким образом, проведенный анализ показал, что йредлагаемый способ сварки обеспечивает повышение качества сварных соединений. 10 Ф о р мул а изобретения Способ стыковой злектроконтактной сварки оплавлением, включающий центровЭмпирический коэффи- иент Скорость нагружен ия,ч кг/мм /сДавлениеосадки, Р кг/мм Показатель степени део мации 6 2 1,58 10 20 1,70 30 40 1,4 1,8 50 1,58 50 63 88 110 140 180 220 по прототипу по прототипу 1 2 3 а 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 1,50 1,75 2,25 2,50 1,25 1,50 1,75 2,252,50 2,75 1,25 1,50 1,75 2,25 2,50 2,75 1,50 1,75 2,25 2,50 1,50 1,75 2,25 2,50 1,25 1,50 1,75 2,25 2,50 2,75 2,70 3,01 3,53 4,10 4,56 5,02 1,99 2,79 4,0 4,521,49 2,71 3,74 5,43 6,12 6,70 1,93 3,77 5,21 7,55 8,53 9,31 3,59 4,94 7,17 8,12 .5,15 711 10,31 11,65 2,49 4,52 6,24 9,05 10,23 11,2и Начальная Угол изгиба, скоростьоса ки, мм/с 20 30 40 30 40180 180 180 40 50 180 180 180 180 50 45 50 68 43 34 76 6 а 50 50 180.180 180 180 50 120 50 42 34 36 25