Способ дуговой однопроходной сварки стыковых тонколистовых соединений

Способ дуговой однопроходной сварки стыковых тонколистовых соединений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в различ; ных отраслях народного хозяйства при автоматической дуговой сварке в среде защитных газов неплавящнмся электродом стыковых тонколистовых coejDtH- нений без подачи присадочного материала . Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем увеличения номенклатуры свариваемых.. материалов и повьшение качества сварных соединений. Свариваемые элементы собирают встык без зазора и формируют на них упругий гофр, параллельный стыку, путем локального изгиба листов под воздействием силового усилия , перпендикулярного к их поверхности . После формирования упругого гофра и фиксации свариваемых кромок их подпружинивают в направлении стыка , снимая усилие, создающее локальный изгиб листов. Стремление гофра реализовать потенциальную энергию упругой деформации приводит к образованию сжимающих напряжений в области стыка, т.е. происходит осадка свариваемых кромок. Для получения сварных швов с постоянной величиной выпуклости упругий гофр выполняют неравномер-, ным по длине стыка с уменьшением параметров прогиба в направлении сварки . Дополнительное подпружинивание гофра позволяет интенсифицировать процесс осадки свариваемых кромок. Способ позволяет также снизить до минимума остаточные деформации тонколистовых конструкций. 2 з.п. ф-лы,2 ил. с « (О l{ib to о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 В 23 К 9 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4124857/31-27 (22) 26. 09.86 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.М.Жданов, Б.ВеМедко, В.В.Конончук, В.В.Лысак, В.Н.Нифантов и С.Кефомичев (53) 621.791.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1004050, кл. В 23 К 9/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР

11й 1201083, кл. В 23 К 9/16, 1984 ° (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ ОДНОПРОХОДНОЙ

СВАРКИ СТЫКОВЫХ ТОНКОЛИСТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к сварке и может быть использовано в различ» ных отраслях народного хозяйства при автоматической дуговой сварке в среде защитных газов неплавящнмся электродом стыковых тонколистовых соединений 6es подачи присадочного материала, Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем увеличения номенклатуры свариваемых.

„„SU„„1412900 A1 материалов и повышение качества свар-, ных соединений. Свариваемые элементы собирают встык без зазора и формируют на них упругий гофр, параллельный стыку, путем локального изгиба листов под воздействием силового усилия, перпендикулярного к их поверхности. После формирования упругого гофра и фиксации свариваемых кромок их подпружинчвают в направлении стыка, снимая усилие, создающее локальный изгиб листов. Стремление гофра реализовать потенциальную энергию упругой деформации приводит к образованию сжимающих напряжений в области стыка-, т.е. происходит осадка свари- а ваемых кромок, Для получения сварных швов с постоянной величиной выпуклости упругий гофр выполняют неравномер" нмм по длине стыка с уменвюением параметров прогиба в направлении сварки. Дополнительное подпружинивание гофра позволяет интенсифицировать про- цесс осадки свариваемых кромок. Спо- вф соб позволяет также снизить до мини- lass мума остаточные деформации тонколис- фф товых конструкций, 2 э ° II ф-лыр2 ил °

1 1412900 2

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при автоматической дуговой сварке в среде защитных газов неплавящимся элект5 родом стыковых тонколистовых соединений без подачи присадочного материала.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа путем увеличения номенклатуры свариваемых материалов и повышение качества сварных тонколистовых соединений при дуговой однопроходной сварке cTblKoBbIX швов без подачи присадочного материала.

На фиг.l представлена схема реализации способа; на фиг.2 — разрез А-A 20 на фиг.1 (продольное сечение свариваемых листов в месте формирования упругого гофра), Способ включает в себя сборку свариваемых листов встык; формирование 25 упругого гофра, параллельного стыку, путем локального изгиба под воздействием усилия, перпендикулярнoro к их поверхности; фиксацию свариваемых кромок, исключающую перемещений из 30 плоскости листов, а также прижатие и фиксацию свариваемых листов, исключающую перемещение в плоскости, на противоположной свариваемым кромкам относительно упругого гофра части; снятие усилия, создающего локалъный изгиб свариваемых листов; сварку.

Свариваемые элементы 1 (фиг.l) собирают встык без зазора,.например, при помощи струбцин и прижимают их к 40 основанию 2 с подкладкой 3 для формирования сварного шва,, уплотненной .заподлицо с основанием, снабженным иеханизмами прижатия прижимами 4, выполненными в виде бруса и располагае- 5 мыми симметрично относительно стыка на расстоянии друг от друга, равном ширине шва "а".. На свариваемых листах формируют упругий гофр 5, параллельный стыку, путем локального изгиба листов под воздействием силового усилия, перпендикулярного к их поверхности, например, перемещением призм 6 (силовых элементов), расположенных в прижимах 4, симметрично выборкам 7 в основании, В выборках 7 основания помещены упругие элементы 8, выполненные, например, в виде резиновых прокладок.

Уровень поверхности поджима со стороны скошенной кромки прижимов 4 выполнен несколько превышающим соответствующий уровень той части прижимов, которые расположены с противоположной стороны силовых элементов 6, формирующих гофр. Это обеспечивает при передаче усилия от механизмов прижатия фиксацию кромок, противоположных свариваемым, исключающую перемещения в плоскости листов, и возможность укаэанного перемещения свариваемых кромок. В то же время свариваемые листы по всей поверхности поджима зафиксированы от перемещений из плоскости (вспучивание кромок, изгиб из плоскости).

После формирования упругого гофра и фиксации свариваемых кромок их подпружинивают в направлении стыка, снимая усилие, создающее локальный изгиб листов. Стремление гофра реали-. зовать потенциальную энергию упругой деформации приводит к образованию сжимающих напряжений в области стыка, Упругий гофр 5 на участках Б листов (фиг,1), собранных встык, до начала процесса сварки удерживается силами трения на участках прижатия, противоположных свариваемым кромкам и контактам кромок в стыке, На участках "а" двухсторонняя фиксация поверхностей свариваемых кромок исключает возможность перемещения и деформации металла по толщине, но допускает возможность упругого перемещения подпружиненных кромок в направлении стыка.

При выполнении сварки предваритель- ( ное сжатие состыкованных подпружиненных свариваемых кромок обеспечиваетинициацию направленной объемной термопластической деформации в зоне шва и реализуется в опрессовку металла стыка и в его перемещение по толщине листов в зоне "a шва свободной от поверхностной фиксации. Вместе с тем упругий гофр, подпружинивающий и увеличивающий податливость свариваемых кромок, обеспечивает их локальную подвижность в месте разведения сва» рочной ванны. Поэтому при расплавлении кромок энергия упругой деформации от предварительного местного изгиба листов из их плоскости реализуется для подачи дополнительных объемов металла в зону шва за счет упругого перемещения кромок в направлении стыка при уменьшении прогиба h

3 14129 гофра (пр >исходит осадкй сваринаемых кромок). Направление перемещения свариваемых кромок покаэо на фиг.l

1 стрелками, Наличие упругих элементов 8, дополнительно подпружинивающих гофр 5, позволяет значительно интенсифицировать описанный выше процесс, который в сочетании с протеканием направленной объемной термопластичес» 1ð кой деформации в зоне а — зоне сварного шва — позволяет формировать сварные швы с требуемой величиной выпуклости, равнопрочные с основным металлом. 15

Размеры упругого изгиба листов иэ их плоскости, создаваемого при сборке под сварку и реализуемого в процессе сварки в упругое перемещение свариваемых кромок в направлении сты-2р ка для подачи дополнительных объемов метАлла в зону сварного шва, определяются из условий отсутствия пластических деформаций в точках перегиба и получения требуемой величины вы- 25 пуклости сварного шва по соотношению

П 4 (Б/h) 4 (Б/Ы

--- arctg — - — — — — — " — -" >

J80 (Б/h) -4 Б л

<х +3

1,1 в (1-- — — — -1) а где Б, h — - соответственно ширина и величина прогиба упругого изгиба; а - ширина шва; о - толщина свариваемых листов;

Ет — относительная деформация, 40 соответствующая пределу текучести свариваемого металла.

Поскольку для инициации процесса термопластической деформации в зоне шва на начальном по длине стыка участке сварного соединения необходима несколько большая величина предвари тельного сжатия подпружиненных свариваемых кромок, а величина поперечного укорочения свариваемых листов по их длине является неравномерной и минимум ее соответствует концевым поперечным сечениям, то для создания стабильного перемещения свариваемых кромок в направлении стыка и получения сварных швов с постоянной величиной выпуклости упругий гофр выполняют клинообразным, т.е. неравномерным

00 по длине, имеющим переменные параметры прогиба, уменьшающиеся в направле- нии сварки, что показано на фиг ° 2 пунктирной линией, Пример, Производили автоматическую дуговую сварку ненлавяшнмся электродом в среде аргона листов иэ тианового сплава ОТ-4-1 и стали

Х18Н10Т толщиной 0,8-1,0 мм (сварочный ток 40-60 А, скорость сварки

20 м/ч), В процессе сборки листов под свар- . ку встык производили формирование упругого гофра на амортизаторе, выполненном из резиновых прокладок, поме-. щенных в выборки основания. Упругий гофр выполняли клинообразной формы несколько сужающимся в направлении сварки с максимальными шириной, равной 20 мм, и высотой прогиба, равной

5 мм, соответствующими начальному участку стыка, Полученные при использовании способа сварные соединения имели неослабленные швы с постоянной по длине образцов величиной выпуклости, равной 0,1-0,2 толщины свариваемого металла, обеспечивающей равнопрочность сварного шва и основного металла, Механические испытания на растяжение показали, что разрушение образцов происходило вне пределов сварного шва; предел прочности металла шва составляет 0,8-0,95 предела прочности основного металла.

Изобретение расширяет технологические возможности способа, позволяет осуществлять однопроходную автоматическую сварку беэ присадочной прово." локи и получать качественные сварные соединения тонколистовых элементов из различных металлов — алюминиевых и титановых сплавов, сталей и других материалов, равнопрочных с основнымметаллом. Исключение из технологического процесса сварки дополнитель" ного подогрева позволяет снизить до минимума остаточные деформации тонколистовых конструкций, отказавшись от дорогостоящих операций, последующей их правки и калибровки.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ дуговой однопроходной сварки стыковых тонколистовых соединений без подачи присадочного материала с фиксацией свариваемых кромок

Составитель Г.Тютченкова

Техред Л. Олийнык Корректор g,Ïîæî

Редактор Л.Повхан

Тираж 92 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3702!15

Производственно-попнграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1412900 6 отличающийся тем, чт о, соединений, упругий гофр выполняют с целью расширения технологических неравномерным по длине стыка с уменьвозможностей способа путем увеличе- шением параметров прогиба в направле» ния номенклатуры свариваемых мате- нии сварки. риалов, перед выполнением сварки кром- 5 ки подпружинивают по всей длине в на- 3. Способ по п.l„ о т л и ч а юправлении стыка упругим продольным шийся тем, что, с целью интенгофром. сификации процесса осадки сваривае2. Способ по п,1, о т л и ч а ю - >0 мых кромок, дополнительно подпружинишийся тем, что, с целью повыше- вают упругий гофр со стороны его выния качества сварных тонколистовых пуклой части.