SU1110575A1

SU1110575A1 - Method of arc welding

Info

Publication number: SU1110575A1
Application number: SU833564410A
Authority: SU
Inventors: Василий Сергеевич Виноградов; Валерий Константинович Колесников; Леонид Борисович Рогачевский; Юрий Николаевич Доронин
Original assignee: Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1983-01-06
Publication date: 1984-08-30

Abstract

СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ, преимущественно деталей разных толщин , при котором на более тонкую деталь устанавливают теплоотвод щий экран, о-тличающийс тем, что, с целью повьшени качества сварных соединений путем улучшени услови формировани шва при сварке угловых и торцовых соединений, теплоотвод щий экран устанавливают с зазором к поверхности тонкостенной детали, равным 0,2-0,35 ее толщины, на одном уровне со свариваемыми кром ками. § . г ff. ysfffi) ;лMETHOD OF ARC WELDING, mainly parts of different thicknesses, in which a heat sink screen is installed on a thinner part, which is designed to improve the weld quality by improving the weld formation condition when welding corner and end joints. a gap to the surface of a thin-walled part equal to 0.2-0.35 of its thickness, on the same level as the edges to be welded. §. r ff. ysfffi); l

Description

. .

Изобретение относитс к дуговой сварке неплав щимс электродом с использованием защитных газов и может быть применено в различных отрасл х машиностроени (авиастроении , химическом машиностроении, радиопромьшленности и т.д.) дл сварки преимущественно разнородных сплавов на основе меди.The invention relates to arc welding with a non-consumable electrode using shielding gases and can be applied in various parts of the engineering industry (aircraft building, chemical engineering, radio industry, etc.) for welding mainly dissimilar copper-based alloys.

Известен способ дуговой сварки угловых и торцовых соединений 1.The known method of arc welding of corner and end connections 1.

Получить стыковые швы таких соединений не вызывает особых затруднений , если детали имеют одинаковые 1 физико-химические свойства, одинаковую толщину, превьш1ающую размеры п тна нагрева источника теплоты.Obtaining butt joints of such compounds does not cause any particular difficulties if the parts have the same physical and chemical properties, the same thickness, which exceeds the size of the spot heating the heat source.

Однако при сварке деталей, материалы которых имеют разные физикохимические свойства и толщины, получить швы удовлетворительного качества известным способом не представл етс возможным, так как кромк таких швов несимметричны в отношении отвода тепла. Односторонний сток тепла ведет к разогреву кромки тонкой детали и ее подплавлению. Жидкотекучий металл ванны натекает на боковую поверхность образцов, в результате чего образуютс боковые усилени шва (наплывы). Этим вы вано образование выпуклой-линии сплавлени металла шва с основньпч металлом. В итоге шов формируетс с заниженным значением участка сплоности в критическом сечении, что недопустимо при эксплуатации изделий.However, when welding parts whose materials have different physicochemical properties and thicknesses, it is not possible to obtain welds of satisfactory quality in a known manner, since the edges of such welds are asymmetric with respect to heat dissipation. Unilateral heat sink leads to heating of the edge of a thin part and its melting. The flowable metal of the bath flows over the side surface of the samples, resulting in lateral reinforcement seams (sagging). This suggests the formation of a convex line of fusion of the weld metal with the base metal. As a result, the seam is formed with an underestimated value of the spline area in the critical section, which is unacceptable during the operation of products.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности к достигаемому эффекту, вл етс способ дуговой сварки деталей разных толщин, при котором на более тонкую деталь устанавливают теплоотвод ший экран что позвол ет производить сварку толстостенных деталей с тонкостенными и различной их теплопроводностью С2.The closest to the proposed technical essence to the achieved effect is a method of arc welding of parts of different thicknesses, in which a heat-shielding screen is installed on a thinner part, which allows welding thick-walled parts with thin-walled and different thermal conductivity C2.

Однако известный способ характеризуетс тем, что он совершенно непригоден к сварке угловых и торцовы соединений, а наличием преграды (тешюотвод щего экрана) на пути распространени газовой струи, привод щей к ее разрушен ию, что отрицательно сказываетс на качестве , защиты переплавл емого дугой металла и его формировании из-за дополнительной турбулизации потока при взаимодействии его с экраном.However, the known method is characterized by the fact that it is completely unsuitable for welding angular and end joints, and by the presence of an obstacle (a jolting screen) in the path of the gas jet propagation, which causes it to be destroyed, which negatively affects the quality of the metal melted by the arc and its formation due to additional turbulence in the flow when interacting with the screen.

105752105752

Цель изобретени - повьшгение качества сварных соединений путем улучшени условий формировани шва при сварке угловых и торцовых соьди5 нений.The purpose of the invention is to improve the quality of welded joints by improving the conditions for the formation of a weld when welding angular and face joints.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу дуговой сварки деталей различных толщин, при котором на более тонкую деталь 10 устанавливают теплоотвод щий экран,The goal is achieved by the fact that, according to the method of arc welding of parts of various thicknesses, in which a heat sink screen is installed on the thinner part 10,

последний устанавливают с зазором к поверхности тонкостенной детали, равным 0,2-0,35 ее толщины, на одном уровне со свариваемыми кромками.. 5 На чертеже представлена схема, по сн юща предлагаемый способ. На чертеже прин ты следующие обозначени : сварочна горелка 1, поток 2 защитного газа; теплоотвод 20 щий экран 3, сборочно-сварочное приспособление А; свариваемые детали 5 и 6, сварной шов 7, толщины с и cTi свариваемых деталей, участок li сплош ности.the latter is installed with a gap to the surface of the thin-walled part equal to 0.2-0.35 of its thickness, at the same level with the edges being welded. 5 The drawing shows a diagram explaining the proposed method. In the drawing, the following notation is accepted: welding torch 1, flow 2 of protective gas; heat sink 20 shielding 3, assembly-welding device A; weldable parts 5 and 6, weld 7, thickness c and cTi of the parts to be welded, section li of integrity.

Перед сваркой детали 5 и 6 собираютс в сборочно-сварочном приспособлении 4. Со стороны более тонкой детали устанавливают теплоотвод -щий экран 3 с технологическим зазором к боковой поверхности. Величина, зазора выбираетс в пределах 0,2-0,35 толщины тонкой детали. С целью благопри тного растекани потока защит;Ного газа 2 необходимо, чтобы торцо5 вые поверхности свариваемых кромок и экрана находились на одном уровне в горизонтальной плоскости.Before welding, parts 5 and 6 are assembled in an assembly-welding device 4. On the side of a thinner part, a heat sink is installed — a screen 3 with a technological gap to the side surface. The size of the gap is chosen in the range of 0.2-0.35 thickness of the thin part. For the purpose of favorable spreading of the flow of protection; Nogo gas 2 it is necessary that the end surfaces of the edges to be welded and the screen be flush with one another in the horizontal plane.

В процессе сварки качественное формирование шва 7 со стороны деталиIn the process of welding high-quality formation of the seam 7 from the part

0 меньшей толщины достигаетс за счет следующих факторов: в указанном вьше зазоре из-за термического расширени газа создаетс воздушна подушка с повьш/еннымдавлением,величина кото5 рого способна противодействовать силе т жести расплавленного металла, не дава ему натекать на подплавленные кромки тонкой детали. Эластична воздушна подушка не нарушает гидро0 динамическую обстановку в сварочной ванне; введение охлаждающих элементов позвол ет обеспечить.более благопри тную схему теплоотвода от периферийных участков ванны со сторо5 ны тонкой детали и предотвратитьA smaller thickness is achieved due to the following factors: in the above gap, due to thermal expansion of the gas, an air cushion with higher / lower pressure is created, the magnitude of which is able to counteract the force of gravity of the molten metal without allowing it to flow onto the melted edges of the thin part. The elastic airbag does not disturb the hydro dynamic environment in the weld pool; the introduction of cooling elements makes it possible to provide a more favorable heat removal scheme from the peripheral sections of the bath from the side of the thin part and prevent

по вление наплывов. Одновременно измен етс и форма линии сплавлени , станов сь вогнутой в сторону основного металла, за счет чего и увеличиваетс участок сплошности К в критическом сечении; наличие такого тёплоотвод щегоэкрана благопри тно сказываетс на формировании газовой защиты. При сварке в услови х интенсивного теплоотвода, что достигаетс установкой теплоотвод щего экрана с плотным поджатием к кромке соедин емьк деталей (в этом случае зазор равен нулю), формирование швов св зано с возникновением дефектов в виде,пустот в корне шва и несплавлений с лицевой стороны из-за нарушени гидродинамической обстановки в ванне и плохого растекани металла При сварке деталей в услови х, когда зазор превышает верхний предел указанного соотношени , давление , возникающее в зазоре, оказываетс недостаточным дл удержани жидкого металла сварочной ванны, в результате чего боковые поверхности шва выход т за пределы толщины свариваемых деталей, образу боковые усилени (наплывы). Пример. Способ осуществлен при сварке латуни 196 толщиной d равной 1,6 мм с латунью ЛС59-1 толщиной 20 мм. Сварка проводилась на образцах размером 150x60 мм, которы сваривались на автомате АДСВ-2, позвол ющем вьшолн ть сварку неплав щимс электродом. Дл питани дуги использовалс источник с подающей вольт-амперной характеристикой ВДУ-504. Указанные образцы сваривались на следующем режиме: сварочный док Л - 280-290 А; напр жение У на дуге 13-12 В; -скорость V сварки 10 м/ч. 5 4 Перед сваркой детали.собирались в приспособление, которое обеспечивало плотное поджатие свариваемых элементов. К боковой поверхности со стороны тонкой детали устанавливали теплоотвод с технологическим зазором 0,4 мм. Свар1 а вьтолн лась в среде защитного газа - аргона с расходом 12 л/мин. Предлагаемый способ обеспечивает не только стабильное формование шва по всей длине сварного соединени , но и благопри тно отражаетс на характере структуры металла шва и околошовной зон1, что подтверждает с данными по изучению макро- и микроструктуры на оптическом микроскопе МИМ-7. Применение теплоотвод щих экранов способствует получению более мелкозернистой структуры металла шва и околйшовной зоны, измен етс и направленность кристаллов, обеспечивающа меньшую склонность швов к образованию кристаллизационных трещин. Качество сварных соединений, оценивали также по результатам механических испытаний на отрыв. Разрушение образцов, полученных при помощи сварки по предлагаемому способу , происходило по основному металлу со стороны тонкой детали в отличие от образов, полученных по известному способу, где разрушение . происходило по шву. Способ позвол ет обеспечить надежную эксплуатацию узлов, представл ющих собой сочетание толстостенного фланца с тонкостенной трубой, широко примен емых в антенных устройствах в радиопро- .. мышленностй.appearance of sagging. At the same time, the shape of the fusion line changes, becoming concave toward the base metal, thereby increasing the area of continuity K in the critical section; The presence of such a heat screening screen has a favorable effect on the formation of gas protection. When welding under conditions of intense heat dissipation, which is achieved by installing a heat dissipating screen with tight preload to the edge of joining parts (in this case, the gap is zero), the formation of seams is associated with the appearance of defects in the form, voids in the root of the seam and fusions on the front side due to the disturbance of the hydrodynamic situation in the bath and the poor spreading of the metal. When welding parts in conditions where the gap exceeds the upper limit of this ratio, the pressure arising in the gap is insufficient to hold molten metal of the weld pool, whereby the side surface of the seam extend beyond the thickness of the welded components to form the lateral gain (sagging). Example. The method was carried out when welding brass 196 with a thickness d equal to 1.6 mm with brass LS59-1 with a thickness of 20 mm. Welding was carried out on samples of size 150x60 mm, which were welded on an ADSB-2 automatic machine, which allows welding with a non-consumable electrode. For powering the arc, a source with a current-voltage characteristic VDU-504 was used. These samples were welded in the following mode: welding dock L - 280-290 A; voltage Y on arc 13–12 V; - welding speed V 10 m / h. 5 4 Before welding, the parts were assembled into a device that provided a tight preload of the welded elements. A heat sink with a technological gap of 0.4 mm was installed to the side surface on the side of the thin part. Svar1 was filled in a protective gas - argon atmosphere with a flow rate of 12 l / min. The proposed method provides not only the stable formation of the weld along the entire length of the welded joint, but also reflects favorably on the nature of the structure of the weld metal and heat-affected zone1, which is confirmed by the data on the macro and microstructure of the MIM-7 optical microscope. The use of heat-removing screens helps to obtain a finer-grained structure of the weld metal and the near-suture zone, and the directionality of the crystals changes, ensuring a lower tendency of the welds to form crystallization cracks. The quality of welded joints was also evaluated by the results of mechanical tests for separation. The destruction of the samples obtained by welding on the proposed method, occurred on the base metal from the side of the thin part in contrast to the images obtained by a known method, where the destruction. going on the seam. The method allows to ensure reliable operation of the assemblies, which are a combination of a thick-walled flange with a thin-walled tube, widely used in antenna devices in radio engineering.

Claims

METHOD OF ARC WELDING, mainly of parts of different thicknesses, in which a heat sink is installed on a thinner part, characterized in that, in order to improve the quality of welded joints by improving the yield; In order to form a weld during welding of corner and end joints, the heat sink screen is installed with a gap to the surface of a thin-walled part equal to 0.2-0.35 of its thickness, at the same level as the welded edges.

Protective

SU,. „1110575>

S

1 1110575 2