ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Согласно предлагаемому способу, для обеспечения прочности соединения на уровне основного металла разделку стыкуемых труб осуществляют под углом , который определяют из соотношения:

где h - величина зазора между свариваемыми кромками;

t - толщина стенки трубы;

- cтепень механической неоднородности соединения,

определяемая отношением временного сопротивления основного

металла и металла шва

Сварку производят присадочным металлом меньшей прочности, но большей пластичности, чем основной металл. При выборе марки присадочного для сварки металла руководствуются, главным образом, его пластическими свойствами, которые должны быть существенно выше аналогичных свойств основного металла. Это, как правило, имеет место у металлов, обладающих меньшей прочностью. Такой металл позволяет получать качественное сварное соединение даже при сварке плохо свариваемых металлов.

При назначении углов (на одной из труб выполняют наружный конус под данным углом, а на стыкуемой с ней трубе - ответный внутренний конус под тем же углом) и зазоров под сварку h руководствуются необходимостью обеспечения минимального объема наплавленного металла с целью получения минимальных внутренних напряжений в сварном соединении, экономии расхода присадочного металла, повышения производительности операции сварки, а также необходимостью беспрепятственного выполнения технологических операций при сварке и необходимостью обеспечения равнопрочности сварного соединения с основным металлом.

Прочность сварного соединения определяется прочностью наиболее слабого участка (сварного шва) и эффектом контактного упрочнения. Повышение прочности соединения возможно путем увеличения коэффициента контактного упрочнения мягкого стыкового шва. В частности для сварных соединений, выполняемых без скоса кромок, увеличение коэффициента контактного упрочнения и достижение равнопрочности осуществляют уменьшением зазора под сварку h (при =0). Однако зазоры, при которых может достигаться равнопрочность сварного соединения с основным металлом, получаются очень узкими, нетехнологичными, сварку в которых осуществлять практически невозможно. Экспериментально установлено, что увеличение скоса кромок в толстостенной трубе приводит к увеличению эффекта контактного упрочнения мягкой прослойки за счет увеличения площади ее контакта с твердым металлом и своеобразным (более жестким, чем в пластине) развитием объемного напряженного состояния в ослабленном сечении трубы. Последнее позволяет задавать существенно больший зазор под сварку при высокой (на уровне основного металла) прочности сварных соединений. Выбор угла скоса во всем диапазоне изменения величины зазора h возможен по эмпирической зависимости:

При этом отрицательное значение tg при определенном сочетании параметров сварного соединения h, t и kв означает равнопрочность сварного соединения основному металлу при произвольном угле скоса кромок. В сварных соединениях листовых конструкций (типа пластин), не обладающих большой поперечной жесткостью, как показали экспериментальные данные, имеет место обратный эффект - снижение величины контактного упрочнения и прочности сварных соединений с ростом угла .

Способ дуговой сварки толстостенных труб из высокопрочных сталей позволяет получить качественное сварное соединение с прочностными характеристиками на уровне основного металла без дополнительных технологических операций по предварительному нагреву и последующей термической обработки изделия.