КОНСТРУКЦИЯ УЗЛА ПОДГОТОВКИ КРОМОК ПОД СВАРКУ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ СО СТАЛЬЮ

Полезная модель относится к сварочному производству, а именно к приданию особого профиля отдельным участкам кромок при изготовлении сварных изделий и может быть использована в машиностроении, судостроении и других отраслях промышленности при изготовлении деталей и изделий из меди или ее сплавов и стали.
Известен целый ряд конструкций узлов подготовки кромок под сварку (ГОСТ 14771; ГОСТ 16038 и др.), которые применяются для сварки различных однородных материалов (сталей, медных сплавов и др.). Данные конструкции узлов подготовки кромок могут быть применены и при сварке меди и ее сплавов со сталью. Однако применение этих конструкций узлов подготовки кромок приводит к значительному расплавлению стали, существенному переходу железа в металл шва и образованию в нем новой хрупкой и твердой фазы на основе железа, что вызывает снижение ударной вязкости сварных соединений. Поэтому необходимо разработать новую конструкцию узлов подготовки кромок под сварку, обеспечивающую минимальное расплавление стали.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является принятая нами за прототип конструкция узла подготовки кромок под сварку по ГОСТ 14771, стр.29 под условным обозначением С17.
Конструкция узла подготовки кромок под сварку обеих деталей по прототипу состоит из прямолинейного наклонного среза кромок под углом 30°±2°; притупления кромок 1-3 мм и зазора 1±1 мм.
При применении указанной конструкции узла подготовки кромок для сварки меди и ее сплавов со сталью аргонодуговым способом неплавящимся электродом с ручной или механизированной подачей сварочной проволоки сварочная дуга горит непосредственно между электродом и обоими свариваемыми металлами: медью или ее сплавом и сталью. В процессе такой сварки кромки обоих свариваемых металлов расплавляются, образуется шов с медной основой и выделениями на основе железа - æ-фазы в количестве до 50%. æ-фаза обладает высокой твердостью и очень низкими, близкими к нулю, пластическими свойствами (относительное удлинение и
относительное сужение) и ударной вязкостью. Образование такого значительного количества выделений æ-фазы при сварке по приведенной конструкции узла подготовки кромок приводит к низким значениям ударной вязкости металла шва и сварных соединений.
Техническим результатом полезной модели является создание конструкции узла подготовки кромок под сварку меди и ее сплавов со сталью, при применении которой обеспечивается минимальное расплавление стали, а, следовательно, и значительно более низкое количество выделений æ-фазы в шве, что обеспечивает получение высоких значений ударной вязкости сварных соединений.
Технический результат достигается за счет того, что в конструкции узла подготовки кромок под сварку меди и ее сплавов со сталью, включающей скос кромок, подлежащих сварке, притупления кромок и зазор между ними, согласно полезной модели, кромки на свариваемой детали из разных материалов выполнены асимметрично относительно друг друга, при этом кромка детали из меди или ее сплава, подлежащая сварке, выполнена в виде прямолинейного наклонного среза и выступа толщиной 3-4 мм и длиной 3-4 мм в нижней части кромки, а величина притупления кромки на стальной части детали равна толщине выступа на медной части детали.
На фиг. показана конструкция узла подготовки кромок под сварку меди и ее сплавов со сталью. Конструкция состоит из следующих элементов: 1 - скос кромки на стали; 2 - скос кромки на меди или медном сплаве; 3 - выступ на меди или медном сплаве; 4 - притупления на стальной кромке; 5 - зазор между кромками.
Толщина выступа 3-4 мм взята для предотвращения прожога при сварке деталей. Длина выступа 3-4 мм взята для возбуждения дуги только на меди или ее сплаве и для обеспечения возможности перемещения сварочной ванны, образовавшейся из расплавленной меди или ее сплава и присадочного материала, к стали на горизонтальной поверхности до сплавления ее со сталью.
Конструкция узла подготовки кромок под сварку меди или ее сплавов со сталью работает следующим образом. На выступе (3) создают сварочную ванну за счет расплавления основного металла из меди или ее сплава и присадочного металла. Поддерживая непрерывное горение дуги между неплавящимся электродом и сварочной ванной, перемещают сварочную ванну через зазор (5) до скоса кромки
стали (1) и притупления (4) на стальной детали и обратно до скоса кромки, выполненного на меди или медном сплаве (2), обеспечивая смачивание стали жидким медным сплавом и препятствуя расплавлению стали. Указанным образом совершают возвратно-поступательное движение сварочной ванны и дуги между кромками до полного формирования сварного шва между медью или медным сплавом и сталью.
При использовании предложенной полезной модели конструкции узла подготовки кромок под сварку меди и ее сплавов со сталью сварочная дуга не контактирует с поверхностью стали. С поверхностью стали контактирует только жидкий металл сварочной ванны, что приводит к уменьшению степени расплавления стали, а, следовательно, и к уменьшению количества выделений æ-фазы в шве. Благодаря этому ударная вязкость металла шва оказывается значительно более высокой.
Технико-экономическим результатом полезной модели является повышение по сравнению с прототипом надежности и работоспособности сварных соединений меди и ее сплавов со сталью за счет повышения ударной вязкости сварного шва.