способ дуговой сварки

Формула изобретения

Способ дуговой сварки плавящимся электродом стыковых соединений из стали толщиной до 70 мм в узкую разделку с углом раскрытия кромок менее 30^o, при котором дугу возбуждают в разделе, а процесс сварки ведут на оптимальном режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, снижения стоимости и улучшения качества, ширину зазора между кромками берут равной 2

3 мм, сварку ведут углом вперед с наклоном относительно вертикальной оси 20

30^o, при этом корень шва выполняют с уменьшением оптимальных значений тока и напряжения от 20 до 25%

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сварке, в частности, к способам дуговой сварки плавящимся электродом стыковых соединений с узкой разделкой кромок, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где применяется автоматическая или полуавтоматическая сварка соединений любых марок стали толщиной до 70 мм в нижнем положении с применением стандартного оборудования.

Известны способы сварки в среде защитных газов плавящимся электродом в узкую разделку [1,2,3]

К недостаткам способов относятся: необходимость использования специального оборудования (дорогостоящего и дефицитного), недостаточная надежность способов сварки.

Наиболее близким к предлагаемому способу относится способ односторонней сварки без разделки или с разделкой V-образной с углом раскрытия менее 30^o. Давление дуги на расплавленный металл регулируется таким образом, чтобы ширина дуги на поверхности сварочной ванны была меньше величины зазора в стыке, т. е. при выполнении способа на режимах сварки предлагаемого способа минимальное значение ширины зазора составляет 5,5 мм [2]

Недостатком данного способа является увеличенный размер площади поперечного сечения шва, сложный процесс воспроизводства способа (регулирование давления дуги на расплавленный металл) и использование специального оборудования для его осуществления.

Целью изобретения является повышение производительности труда при изготовлении сварных конструкций из стали любых марок толщиной до 70 мм за счет уменьшения площади поперечного сечения шва и уменьшения ширины зазора; уменьшение расхода сварочных материалов, электроэнергии, улучшение качества сварных соединений за счет уменьшения допуска плоскостности (коробления деталей).

Поставленная цель достигается тем, что перед сваркой выполняют любым способом шов с односторонней заделкой кромок при толщине металла до 35 мм и с двухсторонней при толщине металла до 70 мм, ширина зазора составляет 2 3 мм, корень шва выполняют на режимах сварки с уменьшением значений тока и напряжения на 20-25% от оптимальных, на которых выполняют все последующие слои шва, сварочную горелку располагают углом вперед с наклоном относительно вертикальной оси 20 30^o. Кроме того, предлагаемый способ дуговой сварки выполняют на стандартном оборудовании. Способ осуществляется следующим образом.

Собирают детали, подготовленные предложенным способом, возбуждают в разделке дугу, выполняют корень шва на заниженных режимах. Затем выполняют заполнение разделки на оптимальных режимах сварки. Для выполнения данного способа сварки применяют стандартное оборудование.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ дуговой сварки отличается от известного уменьшением ширины зазора, который составляет 2 3 мм, что позволяет значительно уменьшить площадь поперечного сечения шва, следовательно, повысить производительность сварки, уменьшить расход сварочных материалов, электроэнергии, а также позволит упростить процесс сварки (не требуется регулировка давления дуги на расплавленный металл), используя стандартное оборудование. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Анализ известных способов сварки показал, что при соблюдении основных параметров способа (режимов сварки, угла наклона горелки конструктивных элементов при подготовке деталей под сварку и при сборке) повышается качество соединений за счет снижения коробления деталей. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "существенные отличия".

Пример. Сваривали дуговой сваркой в среде углекислого газа изделие из листовой стали марки ВСт3 толщиной 70 мм со скосом кромок 25^o (суммарный угол раскрытия), выполненным механической строжкой. Материал плавящегося электрода сварочная проволока марки Св-10ГСМТ диаметром 1,4 мм. Параметры режима сварки представлены в табл. 1.

Сварку выполняли от сварочного выпрямителя ВС-300 полуавтоматом А-547 на жесткой внешней характеристике. В результате получен качественный шов (табл. 2), непровары отсуствовали.

Предлагаемое техническое решение позволяет:

1. Повысить производительность труда при изготовлении сварных конструкций больших толщин за счет уменьшения площади поперечного сечения шва (см. табл. 3), снижения трудоемкости зачистки поверхности изделий от брызг расплавленного металла.

2. Снизить расход сварочных материалов, электроэнергии до 42% по сравнению с прототипом при повышении качества сварных соединений (повышаются прочностные свойства, ударная вязкость, снижается коробление).

В табл. 4 указаны оптимальные параметры осуществления данного способа.

Применение предлагаемого способа сварки дает ощутимый экономический эффект за счет снижения расхода сварочных материалов, электроэнергии, повышения качества сварных соединений, трудоемкости подготовки под сварку, сварки и зачистки от брызг расплавленного металла.

В условиях лаборатории сварки был испытан способ сварки на следующих режимах (табл. 5).