Способ сварки плавлением кольцевых стыков

Способ сварки плавлением кольцевых стыков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке, а именно к способам сварки плавлением кольцевых швов, преимущественно оболочковых конструкций, и может быть использовано в различных областях машиностроения при изготовлении тонкостенных сварных конструкций. Цель изобретения - повышение точности изготовления конструкций путем снижения остаточных деформаций. Рабочие поверхности распорного кольца 1 и наружных бандажей выполняют под углом φ, который определяют из соотношения Σ<SB POS="POST">п.ц</SB><SP POS="POST">.</SP>R/2,44<SP POS="POST">.</SP>E<SP POS="POST">.</SP>√R<SP POS="POST">.</SP>δ≤SINφ&ast;98C<SB POS="POST">т</SB><SP POS="POST">.</SP>R/2,44<SP POS="POST">.</SP>E<SP POS="POST">.</SP>√R<SP POS="POST">.</SP>δ, где σ<SB POS="POST">п.ц</SB>, σ<SB POS="POST">т</SB>, E - соответственно предел пропорциональности, предел текучести и модуль упругости материала свариваемых деталей, R - радиус стыка, δ - приведенная толщина деталей, свариваемые кромки деталей 3 и 4 зажимают между распорным кольцом 1 и бандажами 2, деформируя их на угол φ, и проводят сварку. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.(19) (11) (51)5 В 23 К 28/00 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4368409/25-27 (22) 11,)2,87 (46) 23.02,90, Бюл, 1(е 7 (72) А,Г,Двурече и кий,.С,В,Курчавов и А,Г,Куфаров (53) 621,791,75(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 118.1812, кл, В 23 К 9/16, 1984, Авторское свидетельство СССР

1(1214381, кл, 8 23 K 28/00, 1984, (54) СПОСОБ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ КОЛЬ.ЦЕВЫХ СТЫКОВ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к способам сварки плавлением кольцевых швов, .преимущественно оболочковых конструкций, и может быть использовано в различных областях машиностроения при изготовлении

2 тонкостенных сварных конструкций, Цель изобретения — повышение точности изготовления конструкций путем снижения остаточных деформаций. Рабочие поверхности распорного кольца 1 и наружных бандажей выполняют под углом(1),который определяют из соотношения

G, R/2 44 E - Е Ехегедгб R/2,44х хЕ R Е где Бее, е, Š— соответственно предел пропорциональности, предел текучести и модуль упругости материала свариваемых деталей; R — радиус стыка, о -приведенная толщина деталей, свариваемые кромки деталей 3 и 4 зажимают между распорным кольцом 1 и бандажами 2, деформируя их на угол (Р, и проводят сварку, 3 ил, 1544540

20 где Ч" — угол наклона;

5 G Š—. соответственно предел проПЦ1 т1 порциональности, предел текучести и модуль упругости материала свариваемых деталей;

R — радиус деталей; б — приведенная толщина деталей.

Ширина эрны как пластических, так и упругих перемещений зависит от 40 воздействия фиктивной усадочной силы, при этом зона воздействия фиктивной усадочной силы определяется выражениI ем кТ

45 з(-yÐ> а это при 1д = 0,3 дает L= 2,44 1к с .

- Сварочные деформации перемещения в сварных конструкциях от фиктивной усадочной силы Р подчиняются заело- 50 ну распределения напряжений в оболочках на длине L от приложения силы

2,44 гад сэ, где R — радиус детали, — приведенная толщина (фиг,2) .

5S

Максимальные значения напряжений, вызывающие остаточные деформации, близки напряжениям текучести свариваемого материала, Дпя ликвидации ос-

Изобретение относится к сварке, а именно к способам сварки плавлением кольцевых Швов преимущественно оболочковых конструкций, и может быть использовано в различных областях машиностроения при изготовлении тонкостенных сварных конструкций, Целью изобретения является повышение точности изготовления конструк- 10 ций путем снижения остаточных деформаций, На фиг,1 представлена схема реализации способа; на фиг.2 — эпюра остаточных деформаций в зоне стыка после сварки; на фиг,З вЂ” эпюра предварительных деформаций, Способ осуществляют следующим образом, Рабочие поверхности распорного кольца 1 и наружных бандажей 2, примыкающие к поверхностям свариваемых деталей 3 и 4, выполняют с уклоном, Угол уклона: поверхностей распорного кольца .1 и наружных бандажей 2 опре- 25 деляют из соотношения р т R

2,44 Е- К " 2,44 Е RЗ таточных сварочных деформаций требуется создавать предварительные деформации, по величине и по форме равные сварочным (фиг,З), т,е,, щ =ьа,т.=z.

Средний по окружности радиальный прогиб при.использовании жесткого подкладного съемного кольца не создающего предварительного отгиба кромок оболочки, т,е, деформирование их в сторону, обратную сварочным деформациям, исходя из условия схемы приложения сил, определяется по формуле (i, R 1 т R Р

Q = — — — 1 1, cos- — E 1 " 26

4 3(1-1ц )

Где R

R3. (2

В этом случае упругая остаточная деформация не изменяется и уменьшает- ся прогиб оболочки от фиктивной усадочной силы только в зоне пластических деформаций, степень уменьшения величины прогиба определяется выражей.Р, 5 К о КР ° (1 cos — — -)

E 25,-E

Таким образом, остаточные упругопластические деформации свариваемых кромок при отсутствии сдерживающих перемещения кромок подкладных колец составляют

G R т

Е

Предварительно деформирование свариваемых кромок деталей проводят на . величину Ят, определяемую зависимостью

R Оп R (т ((Е Е где G > Q,Å вЂ” соответственно предел пропорциональности, . предел текучести и модуль упругости свариваемого материала;

R — радиус детали.

При этом нижний предел, в основном, испольэуегся для алюминиевых и титановых сплавов, так как если в ма- . лоуглеродистых и ауcTåíèòíûõ сталях

0 максимальные остаточные напряжения близки к пределу текучести металла, то в алюминиевых и титановых сплавах они, как правило, составляют (0,60,8) 5 .

Создание предварительных деформаций сварочной подкладкой распорного

Применение предлагаемого способа

15 обеспечивает изготовление сварных конструкций типа оболочек кольцевыми сварными соединениями практически без остаточных сварочных деформаций, Свариваемые кромки деталей 1 и 2 (фиг,l) устанавливают выдерживая размер а относительно торцовых поверхностей бандажей 2 и плоскости стыка 5, Распорным кольцом 1 деформн- 20 руют кромки деталей 3 и 4, прижимая их к внутренней поверхности наружных бандажей 2, и производят сварку, Пример, Способ опробован при изготовлении сварных конструкций типа оболочек кольцевыми сварными соединениями из сплава АМг6 диаметром

700.мм и толщиной полотна 3 и 5 мм, Поверхности, примыкающие к свари- ваемым кромкам, выполняли шириной, превышающей ширину зоны пластических дефор4маций при сварке, При этом угол уклона рабочих поверхностей оснастки определяли иэ соотношения 22.Ы R ° »

« (sin(g (— — — — ——

2,44 E R 2,44 E. Rf где для AMr6 4q,ц = 1 кг/мм

2.

G = 17 кг/мм2. т

Е = 7200 кг/мм

R = 350 мм;

= 3 и 5 мм, Угол уклона Lq, полученный рас1 четным путем, составил 30-45 и прио нимался при экспериментах равны 1-15, 45

Торцы свариваемых кромок устанавливали симметрично относительно торцовых поверхностей бандажей с размером а и по центру проплавоформирующей канавки, выполненной в сварочной под« 50 кладке распорного кольца, Кромки деформировали расг орным кольцом, выполненным углом уклона Ц, Формул а изобретения

Способ сварки плавлением кольцевых стыков, преимущественно тонко- стенных оболочковых конструкций, при котором свариваемые детали собирают в технологической оснастке, рабочие поверхности которой располагают с наклоном относительно поверхностей деталей, зажимают свариваемые кромки

30 между рабочими поверхностями оснаст-. ки, деформируя их на угол, равный углу наклона указанных поверхностей, и производят сварку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности изготовления конструкт, ций путем снижения остаточных деформаций, угол наклона рабочих по ерхностей оснастки определяют из соатношения

024.24. R G R — — (sing (— — — — ---., 2,44 E R. 8 2,44 Е. RP где (, - предел пропорциональности материала свариваемых дета- лей; р адиу с к ольцевого стык а; — модуль упругости материала свариваемых деталей; — приведенная толщина свариваемых деталей;

E т предел текучести материала, свариваемых деталей, 5 1544540 6 кольца, по форме равных сварочным, 0 86, R на величину -2 — - —, т,е, 0,65возможно при наличии примыкающих к У E поверхности свариваемых кромок укло- 0,66 мм на сторону до упора к внутнов, выполненных под углом L 9 При . 5 ренней поверхности наружных бандажей, практически известных значениях E»= выполненной также с уклоном под углом, = Е, (фиг,2 и 3) и значениях длины Сборку под сварку и сварку по предL = 1 распределения напряжений от при- лагаемому способу производят в спелагаемой силы можно определить угол циальном стапеле, уклона распределения напряжений Обмер после сварки показывает полL< = L Q, который выражается зависи- ное отсутствие остаточных сварочных мостью деформаций, Gnw R . G R — — — — -- - (sing(2, 44 212 4 2,44 212 4

1544540

Составитель Л,Назарова

Техред Д,Олийнык Корректор Т,Малец

Редактор А,Шандор

О»

Зак аз 45 8 Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, 101