Для чего применяются выводные планки при сварке

Обновлено: 17.05.2024

Изобретение может быть использовано при изготовлении конструкций средней и повышенной толщины. Выводная планка состоит из установленного на торец сварного шва пакета пластин. Пакет заключен в водоохлаждаемый или керамический корпус. Корпус может быть выполнен цельным или разъемным, установленным на сменные подкладки. Ширина пластин выполнена соответствующей толщине свариваемого стыка. При сварке погруженным электродом ширина пластин в центральной зоне меньше ширины остальных пластин пакета. При сварке с присадкой пластина по оси стыка выполнена из материала присадки. Изобретение обеспечивает возможность сварки большой номенклатуры деталей по толщине. Планка дает возможность осуществлять качественную защиту обратной стороны шва и обеспечить одинаковый химический состав шва по его длине. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения

1. Выводная планка для сварки неплавящимся электродом, состоящая из пакета скрепленных между собой пластин, установленных на торец свариваемого стыка, отличающаяся тем, что ширина каждой пластины соответствует толщине свариваемого стыка, при этом пакет пластин установлен в водоохлаждаемый или керамический корпус.

2. Выводная планка по п.1, отличающаяся тем, что при сварке погруженным неплавящимся электродом пластины, расположенные в центральной зоне, выполнены шириной меньше ширины остальных пластин пакета.

3. Выводная планка по п.1, отличающаяся тем, что корпус выводной планки выполнен разъемным.

4. Выводная планка по п.3, отличающаяся тем, что разъемный корпус установлен на сменной подкладке.

5. Выводная планка по пп.1 - 4, отличающаяся тем, что при сварке неплавящимся электродом с присадкой одна пластина расположена по оси стыка и выполнена из материала присадки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к дуговой сварке неплавящимся электродом и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении ответственных конструкций средней и повышенной толщины.

Известна технологическая планка многократного использования, выполненная из двух пластин, одна из которых имеет П-образный вырез, обращенный к стыку и заполненный металлическим порошком, шириной, превышающей ширину шва, а вторая пластина расположена под первой и имеет прямоугольную форму (авторское свидетельство СССР 1344554, B 23 K 28/00, 1986 г.).

Недостатком данной планки является отсутствие возможности осуществлять защиту обратной стороны шва, так как прямоугольная пластина будет перекрывать доступ инертного газа в зону сварки; невозможна и двусторонняя сварка, а также сварка погруженным неплавящимся электродом, когда присадочный материал размещают заранее в стыке соединения и в процессе сварки не подают. Поэтому на конечном участке сварного шва будет наблюдаться значительное его ослабление из-за того, что длина ванны при сварке погруженным электродом достигает 80 - 90 мм, и поэтому формирование шва на конечном участке стыка будет происходить полностью из металла выводной планки - порошка, насыпная масса которого меньше, чем у монолитного металла, ослабление сварного шва в этом случае может достигать до 20% от толщины свариваемого металла.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является выводная планка многократного использования, состоящая из трех стальных пластин, которые взаимно скрепляются посредством прихваток (авторское свидетельство СССР 1344553, B 23 K 28/00, 1986 г.).

Недостатком известной планки является резкое снижение ее технологичности при сварке стыков толщиной более 10 - 15 мм: для разных металлов указанный диапазон толщин является предельным под вырубку. Плиты большей толщины в условиях механических заводов подвергают термической резке с последующим фрезерованием заготовок, что особенно характерно для титановых сплавов. Таким образом, нивелируется преимущество известной планки, тем более что при сварке погруженным неплавящимся электродом боковые ее части играют вспомогательную роль.

Изобретение направлено на расширение технологических возможностей выводной планки, снижение трудоемкости и экономии металла при ее изготовлении применительно к процессу сварки неплавящимся электродом, преимущественно погруженным.

Сущность изобретения заключается в том, что в выводной планке для сварки неплавящимся электродом, состоящей из пакета скрепленных между собой пластин, установленных на торец сварного шва, в отличие от прототипа ширина каждой пластины равна толщине свариваемого стыка, а сам пакет пластин установлен в водоохлаждаемый или керамический корпус многократного использования.

Конструкция выводной планки, представляющая собой пакет из отдельных пластин толщиной порядка 1 - 10 мм, позволяет не только упростить технологию ее изготовления и снизить при этом расход металла и трудоемкость за счет замены двух трудоемких операций (термической резки и механической обработки кромок) на одну простую - вырубку пластин, но и представляет возможность использования листовых отходов для ее изготовления. Толщина отдельных пластин в пакете может быть различной, а их ширина должна соответствовать толщине стыка. Установка всего пакета на торец дает возможность осуществлять качественную защиту обратной стороны шва, что является необходимым условием при сварке активных металлов. Общая толщина пакета пластин может быть несколько больше ширины шва. Размещение пакета пластин в водоохлаждаемом или керамическом корпусе позволяет максимально уменьшить ширину самого пакета.

При сварке погруженным неплавящимся электродом в выводной планке ширина пластин, расположенных по оси стыка, может быть выполнена меньшей ширины остальных пластин пакета.

Выводную планку, установленную в начале стыка, используют для заглубления электрода. В процессе его заглубления вытесняется значительная масса жидкого металла, в результате чего на поверхности планки образуется наплыв высотой до 10 - 12 мм, который затрудняет продвижение защитного устройства, снижая качество защиты. Поэтому ширину той части пластин, которая находится в центральной части выводной планки, уменьшают, в результате чего на поверхности выводной планки формируется продольный паз. Этот паз компенсирует объем вытесняемого металла. Ширина паза не должна быть меньше диаметра электрода, чтобы не затруднять процесс возбуждения дуги, и не превышать ширину сварного шва, чтобы не нарушать его защиту. Глубину паза, а в общем случае и его форму устанавливают исходя из соблюдения условия равенства объема паза и объема вытесненного электродом металла.

Для того чтобы учесть возможное измерение ширины выводной планки, водоохлаждаемый или керамический корпус может быть выполнен разъемным, например в виде двух Г-образных пластин.

Для того чтобы обеспечить возможность сварки большой номенклатуры деталей по толщине, под корпус могут быть установлены сменные подкладки, которые позволяют набирать нужную высоту корпуса, равную толщине стыка.

Конкретная конструкция крепления выводной планки к стыку зависит от применяемой сварочной оснастки.

При сварке неплавящимся электродом с присадкой для того, чтобы химический состав сварного шва был одинаковым по всей длине, одну пластину, входящую в пакет и расположенную по оси стыка, выполняют из материала присадки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана выводная планка в виде пакета из отдельных пластин в неразъемном корпусе; на фиг. 2 - поперечное сечение планки, в центральной зоне размещен пакет пластин; на фиг. 3 - вариант выполнения планки с разъемным корпусом; на фиг. 4 - то же сменными подкладками (в поперечном сечении).

Выводная планка содержит пакет пластин 1, который примыкает к свариваемым деталям 2, водоохлаждаемый или керамический цельный 3 или разъемный 4 корпус, сменные подкладки 5 под разъемный корпус со штырями 6 для крепления к корпусу.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Перед сваркой электрод устанавливают на выводной планке в точке, находящейся в обниженной части пакета пластин на оси стыка. При заглублении электрода вытесненный металл компенсируется объемом поверхностной полости выводной планки. Стык заваривают при доступном (заданном) уровне заглубления электрода. Заканчивают сварку на выводной планке, в которой в случае сварки с применением присадочного материала по оси стыка размещена пластина из материала присадки.

Использование предлагаемой выводной планки для сварки погруженным неплавящимся электродом позволяет осуществлять сварку стыков более 10 - 15 мм толщиной; получать качественный сварной шов по всей длине, а также качественную защиту обратной стороны шва, что необходимо при сварке активных металлов.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Автоматическая сварка должна производиться с применением выводных планок . Полуавтоматическую и ручную, а также автоматическую сварку, когда постановка выводных планок невозможна, разрешается выполнять без выводных планок с обязательной заделкой кратеров. При ручной и полуавтоматической дуговой сварке зажигать дугу на основном металле вне шва и выводить кратер на основной металл запрещается. [16]

Сварка начинается с установки и приварки выводной планки или скобы к нижнему краю стыка. Выводная планка служит для установления необходимого зазора между кромками с одного конца стыка. Для установки зазора вдоль всей длины стыка имеются два метода. [17]

Внешний виток первичной обмотки прикрепляется к соответствующей выводной планке . Разумеется, рамки планок изолированы от проходящих через них витков первичной обмотки прокладками из электрокартона. [20]

При автоматической сварке приходится прибегать к устройству специальных выводных планок на обоих концах шва, так как без них невозможно качественное выполнение начала и конца швов. Выводные планки имеют длину 300 - 400 мм и привариваются либо прикрепляются струбцинами к торцам свариваемого элемента, а после окончания сварки - удаляются. Во избежание протекания жидкого металла сварочной ванны рабочие места у автоматов часто оборудуются флюсовыми или флюсомедными подушками, на которых располагают свариваемый стык. [22]

Сварочную дугу в начале сварки зажигают на выводной планке ( клинообразной стальной пластине толщиной не менее 4 мм), установленной на зачищенной поверхности нефтепровода в непосредственной близости от завариваемого дефекта, и плавно переносят на дефект. [23]

Начало и конец шва необходимо производить на выводных планках . [24]

Заканчивать сварку следует за пределами изделия на выводных планках . При переливании уровня шлаковой ванны через выводные планки прекращают подачу электродов и после оплавления пластин до поверхности шлака выключают ток. [25]

В конце стыка для вывода усадочной рыхлости устанавливаются выводные планки . Концевая скоба должна иметь размеры, позволяющие закончить сварку вне пределов изделия ( фиг. [27]

Начинать и заканчивать сварку продольных стыков не-юбходимо на выводных планках . При отсутствии таких планок сварку следует начинать отступив на 100 - 150 мм от края, с последующей сваркой стыка в обратном направлении. [29]

Рекомендуют начало и конец сварных швов выполнять на выводных планках , в первую очередь выполнять более длинные и с большим поперечным сечением сварные швы. [30]

Полуавтоматическая сварка под контроль для аттестации НАКС

Собираем наши заготовки. Для правильной сборки я использую приспособления, в моем случае это магнит, чтобы не было смещений и правильно позиционировались детали в момент прихватки. Выставляем зазор, беру свой шаблон толщиной 2 мм. Такой нюанс - с одной стороны мы делаем строго 2 мм, а в том месте, где мы будем заканчивать сварку нужно сделать немножко больше, потому что металл в процессе сварки будет немного стягивать. Просто засовываем его между заготовок, получается зазор 2 мм. Ставлю пластину против обратного выгиба, она позиционирует и не дает металлу стягиваться. Прихватываю ее.

Проверяем смещение сверху, оставляем зазор сверху немного больше, чем снизу на 1-2 десятки (2,2 мм), прихватываю вторую пластину.

После сборки и прихватки нужно проверить правильность, проверить смещение, например, тем же самым шаблоном (обычной ровной железякой) - смотрим, если есть смещение нужно подровнять.

В каждом случае есть свои приспособления, но я использую молоток. Все сделали.
Теперь нужно обварить, не сильно, так, чтобы потом легко можно было это отбить, т.к. далее нам это будет не нужно.

Теперь привариваем выводные планки. Выводные планки – это приспособления, на которых начинается и заканчивается сварка, потому, что в начале и в конце шва сложно получить качественные соединения. В дальнейшем эти планки просто обрезаются. Планка представляет из себя имитацию основного металла, т.е. на ней тоже снята фаска, она такой же толщины, тоже самое, только меньшие кусочки металла. Прихватываем.

Для того, чтобы усложнить задачу сварщика, проверить его умения – сварка производится в вертикальном положении. Для такой сварки необходимо настроить все соответствующие режимы на сварочном аппарате. Методом проб я выяснил оптимальное для себя режим на сварочном аппарате, в данном случае, для сварки толщиной 12 мм я настраиваю напряжение 17 Вольт, 3 м скорость подачи, корректировка по напряжению -5, индуктивность 0.

При выборе сварочных материалов я сделал выбор в пользу проволоки диаметром 1 мм. Такой выбор обусловлен тем, что данный диаметр проволоки дает оптимальное заполнение шва и оптимально настраивается режим для сварки. В качестве газовой защиты я выбрал газовую смесь, 82% Аргона + 18% углекислоты. Такой выбор максимально подходит для нашего случая. Для того, чтобы образец полностью прошел контроль, необходимо исключить вероятность возникновения водородных пор в сварном шве, для этого необходимо подогреть металл до 100-120 С. В реальных условиях это делается газокислородным резаком или пропановской горелкой. У меня этих приспособлений нет, я подогревать не буду, но вообще-то это обязательно.

Перед началом работ необходимо убедиться, что вы находитесь в максимально удобном положении, чтобы в процессе сварки вам не пришлось отрывать дугу. Также обязательно, чтобы на аппарате был четырехтактный режим, иначе вы устанете держать постоянно на аппарате кнопку, если четырехтактного режима нету. В процессе сварки главное не торопиться, не забегать вперед, чтобы не прожечь корень шва, и чтобы получилось хорошее формирование с обратной стороны. Теперь необходимо первый проход зачистить, чтобы убрать так называемые карманы в формировании, которые могут впоследствии образовать дефект, зачищается это болгаркой.
Следующий проход называется заполняющий, он намного легче корневого и немного легче облицовочного. Заполняющих проход желательно также прочистить, как и корневой, но не обязательно с той же тщательностью.

Третий, заключительный проход – облицовочный, здесь главное не торопиться и следить, чтобы не образовывались подрезы по краям шва. Сварка закончена, теперь необходимо удалить все лишнее с образца – это срезать выводные планки и удалить планки, которые нам помогали, чтобы металл не увело, вычищаем.

После того, как все лишнее удалено, по требованию дефектоскопистов, возможно еще зачищать заподлицо и внешний валик из корня и наружной части. Но бывает, что в зависимости от дефектоскопии, нет необходимости это делать.
Вот конечный результат, который должен получиться:

Смотрите данную статью в видео-ролике:

Стыковка двутавровой колонны

Если стык заводской, то нет проблем. На заводах часто стыкуют профили из отдельных частей. Стык монтажный? При длине всего лишь 8 м? Это уже как то странно выглядит. По железной дороге совершенно спокойно возят элементы гораздо длиннее , чем 8 м.

srustam93, на такие ваши вопросы должен отвечать ваш преподаватель (если вы студент) или ваш начальник (если вы работаете). И тот и другой за свою работу деньги получают и, наверняка, от своей зарплаты они никогда не отказываются.
И нет вам смысла висеть на форумах и изобретать велосипед. На форумах не работают (и не учатся!). Точно также как этого не делают, например, в курилках. Форум вовсе не для того существует, чтобы обеспечивать информацией весь ваш рабочий процесс. Это уже забота ваших руководителей.

Где написано из скольки частей может состоять колонна, минимальная длина одной части? мне сказали что не менее чем 1/3 или 1/4, но где написано? балка 30К1
В проекте показан стык с зазором 50мм, накладки на полках, но не указана минимальная длина одной части, высота колонны 8150

Смотрите на эпюры усилий и выбираете места , где лучше делать стыковки ( лучше делать там , где меньше усилий . Приоритеты для колонны : 1 - изгибающий момент , 2 - нормальная сила , 3 - поперечная сила ) .

Так говорит технадзор не ссылаясь на документ, хочу почитать где это точно есть, от куда информация что не короче 1/3 и 1/4

Попробуйте узнать , что им нужно . И как они думают было бы лучше . И для чего они вообще это говорят .
Ну или обратитесь к конструктору , который это проектировал .
В нормах регламента нету .

Где написано из скольки частей может состоять колонна, минимальная длина одной части? мне сказали что не менее чем 1/3 или 1/4, но где написано? балка 30К1

Договоримся, с этим все нормально. Стыкуется 30К1, 35й нет.
Когда считал сколько балок 12-ти метровых нужно, что бы меньше обрезков, то вышло 14шт. и остаток 5м цельный кусок, но при этом самый короткий 750мм, что попадает на узлы. Но мне говорят, что такой короткий нельзя, а почему не могут объяснить внятно. В итоге ждали 15-тую балку, так и не дождавшись собрали последнюю колонну из трех частей.

У вас стыки получились равнопрочными ? Стык выдерживает столько , сколько сечение колонны ? Если да , то если я не ошибаюсь , все в порядке .

Господа. Монтажный стык на колоннах делается очень часто без накладок - просто - шов с разделкой . Потому что , проанализировав усилия - очень часто в колоннах мы наблюдаем что растяжения в поясах достаточно малое ( в отличии от балок) . . По опыту замечу что - так в 80% случаев . Накладки имеет смысл ставить - где большие моменты ( соответственно - растяжение)..

Вы правы mot32 , но такой стык не равнопрочный , так как Rwy=0.85*Ry и Lw= L - 2t . Если усилия позволяют , то можно и без накладок .

Абсолютно с вами согласен ! Если у вас есть под рукой физ контроль и вы знаете , что варят хорошие специалисты ,(вы берете на себя ответственность) то как говорит СНиП,
стык можно не рассчитывать на прочность .

Если у вас есть под рукой физ контроль и вы знаете , что варят хорошие специалисты ,(вы берете на себя ответственность) то как говорит СНиП,
стык можно не рассчитывать на прочность .

Куда уж прочнее при таких исходных? Расчёт не нужен.
Ответственность здесь не при чём. Она не ложится на проектировщика, заказывающего равнопрочный стык

Очень интересно вы мыслите , я не думал так никогда . Хотя мб и следует . Скажем , если они это не сделают , как требуется и ваш проект испортится . Вы начнете искать стрелочника ?
Когда вы просто можете подстраховаться и использовать 0,85Ry в расчете и еще попросить физ контроль ?

Когда вы просто можете подстраховаться и использовать 0,85Ry в расчете и еще попросить физ контроль ?

Если уж Вы просите физконтроль, то попросите ещё и выводные планки. Это не сложно и стоит "5 копеек", а лишние 15% несущей способности позволят спать ещё крепче, особенно, когда всё посчитано на 0,85Ry.

Читайте также: