Способ изготовления сварной ребристой панели

Способ изготовления сварной ребристой панели

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварке, в частности к способу изготовления сварной ребристой панели, используемой преимущественно для крупногабаритных тонколистовых конструкций авиа-, вагонои судостроения. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем устранения остаточного продольного прогиба панели. Перед сваркой создают неодинаковое упругое растяжение ребер жесткости. Все четные ребра растягивают одинаково до значений, выше оптимальных на 10...50%, а нечетные - ниже оптимальных значений на ту же величину. При этом за оптимальные значения усилий растяжения листа и ребер принимают значения, обеспечивающие нулевой остаточный прогиб панели. При необходимости их определяют опытным путем. Приварка каждого ребра должна осуществляться непрерывно и с постоянной скоростью по всей длине соединения. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725631/27 (22) 31,07.89 (46) 07.07.91, Бюл, М 25 (71) Институт электросварки им, Е.О,Патона (72) Л.М.Лобанов, B.È.Ïàâëîâñêèé, Л.Ф.Чопенко и Н,А.Пащин (53) 621,791.75(088.9) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 246741, кл. В 23 К 37/04, 1967, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОЙ

РЕБРИСТОЙ ПАНЕЛИ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к способу изготовления сварной ребристой панели, используемой преимущественно для крупногабаритных тонколистовых конструкций авиа-, вагоно- и

Изобретение относится к технологии производства сварных конструкций и может найти широкое применение в судо-, авиа-, вагоностроении и др. отраслях промышленности, .

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем устранения остаточного продольного прогиба сварной ребристой панели.

Используя предварительное упругое растяжение соединяемых листа и продольных ребер жесткости, создают неодинаковое предварительное упругое растяжение ребер жесткости, причем все четные ребра растягивают одинаково до значений, выше оптимальных на 10...50%, а нечетные — ниже оптимальных значений на ту же величину, При этом за оптимальные значения усилий растяжения листа и ребер принимают те, которые обеспечивают нулевой остаточный прогиб панели беэ учета реального разбро„„. Ж ÄÄ 1660908 А1 (5!)5 В 23 К 31/02 // В 23 К 101;08 судостроения, Цель изобретения — повышение качества сварных соединений путем устранения остаточного продольно о прогиба панели, Перед сваркой создают неодинаковое упругое растяжение ребер жесткости, Все четные ребра растягивают одинаково до значений, выше оптимальных на

10...50%, а нечетные — ниже оптимальных значений на ту >ке величину. При этом за оптимальные значения усилий растяжения листа и ребер принимают значения. обеспечивающие нулевой остаточный прогиб панели. При необходимости их определяют опытным путем. Приварка каждого ребра должна осуществляться непрерывно и с постоянной скоростью по всей длине соединений. 1 э.п.ф-лы, 1 табл. са параметров сборки и сварки таврового соединения. Причем приварка каждого ребра осуществляется непрерывно и с постоянной скоростью.

Для устранения остаточного продольного прогиба панелей с обеспечением минимальной нестабильности получаемого результата, вызываемой указанными причинами, необходимо стремиться не к нулевому остаточному прогибу в зоне каждого ребра, а к получению наперед заданной небольшой величины остаточного продольного прогиба в зоне каждого приваренного ребра при условии, что прогибы соседних ребер противоположны по знаку, и предполагая, что влияние ребер друг на друга отсутствует, Тогда реальная сварная панель, у которой эоны полей остаточных напряжений соседних ребер перекрывают друг друга, имеет остаточный продольный прогиб не просто близкий к нулю, а зафик1660908

20

55 сированный ее остаточным напряженным состоянием, продольная изгибная составляющая которого противоположна по знаку для соседних ребер. В результате стабильность эффекта устранения остаточного продольного прогиба резко возрастает, Оптимальные значения усилий растяжения листа и ребер, обеспечивающие нулевой остаточный прогиб панели, наиболее просто определить опытным путем, сваривая элемент панели (узкий длинный лист с одним ребром жесткости) при различных параметрах предварительного упругого растяжения.

Как известно, при сварке тонкостенных элементов, особенно малой ширины, под действием тепловых и сварочных напряжений нередко возникают неравные временные продольные перемещения свариваемых кромок, что приводит к появлению повышенных остаточных прогибов конструкции. Существенное влияние на эти перемещения оказывают режим сварки, колебания его параметров, Последнее проявляется s большей степени s условиях начального напряженного состояния свариваемых элементов. Так как остаточный продольный прогиб сваренной панели зависит от напряженного состояния в зоне каждого ребра, то для повышения эффекта устранения остаточного продольного прогиба панели следует обеспечить равенство этого эффекта для всех ребер. Поэтому при использовании предварительного упругого растяжения целесообразно приварить каждое ребро непрерывно и с постоянной скоростью.

Пример. Способ осуществляют при сварке крупногабаритных судокорпусных панелей из алюминиевого сплава АМг61, представляющих собой лист размером 8000»

1500 6 (5) мм с тремя продольными ребрами жесткости полособульбового профиля N 6 (N. 12). Сборка и сварка производятся в условиях предварительного упругого растяжения листа до напряжений предела текучести и ребер до 0,3 этого уровня с помощью специализированного стенда

У,967.10 на заводе "Ленинская кузница" (г. Киев).

Тавровые соединения свариваются плавящимся электродом 41,4 мм в среде аргона со скоростью 42 м/ч. Режим импульсной сварки двустороннего углового шва: ток—

160 (150) А, напряжение — 20 (19) B. Предварительными экспериментами установлено, что для получения минимального остаточного продольного прогиба элемента сварной панели (длинный лист шириной 600 мм с одним ребром жесткости) необходимо обеспечить оптимальные значения напряжений предварительного растяжения на уровне

155 и 150 МПа для листа толщиной соответственно 5 и 6 мм, 20 и 36 МПа для ребер с профилем соответственно ¹ б и 12. Используя эти данные сварена партия панелей с измененным уровнем растяжения ребер, но при оптимальном растяжении листа (см. таблицу), Видно, что величина остаточного продольного прогиба и особенно его стабильность существенно лучше при сварке панели по предлагаемому способу.

Уменьшение жесткости привариваемых ребер и толщины листа требует применения более близких по значению усилий предварительного упругого растяжения соседних ребер (их разница от оптимального значения должна быть не e ee+10%). Для более толстых листов и более высоких ребер требуется применение менее близких по значению усилий растяжения соседних ребер (их разница до 50%) Таким образом,.способ позволяет увеличить эффективность применения предварительного упругого растяжени и получать крупногабаритные сварные тонкостенные панели с высокой точностью.

Изготовление таких панелей по широко принятой в судостроении технологии ручной или полуавтоматической сварки без применения предварительного растяжения нецелесообразно из-за большого остаточного прогиба (до 125...200 мм), значительного объема правочных работ, большого числа и трудоемкости ручных операций.

В последнее время в судостроении стали широко использоваться цельнопрессованные алюминиевые панели. Но и по сравнению с ними применение сварных панелей, изготовленных по данному способу, экономически оправдано, так как они дешевле прессованных в 3...5 раз. В этом случае ожидаемый экономический эффект на одну установку типа У.967,10 составляет не менее 60 тыс. руб, в год. При этом можно варить не только алюминиевые панели, но и из других сплавов, например стальные, титановые и др. (в прессованном варианте— нельзя). Улучшаются условия труда человека, повышается производительность труда.

Формула изобретения

1. Способ изготовления сварной ребристой панели, преимущественно для крупногабаритных тонкостенных конструкций авиа- и судостроения, включающий предварительное упругое оастяжение листа и продальных ребер жесткости и их сварку. о т ли ч э ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений путем устранения остаточного продольного прогиба панели, создают нес динаковое

1660908 обеспечивающее нулевой остаточный про- . гиб панели.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приварку каждого ребра осуществ5 ляют непрерывно и с постоянной скоростью по всей длине. предварительное упругое растяжение ребер жесткости, причем часть ребер через одно растягивают с усилием, на 10...50% превышающим оптимальное, другую часть — с усилием на 10...50% меньшим, чем оптимальное усилие растяжения листа и ребер, т !

Остаточные № профиля ребра

¹ панели

Предварительное упругое растяжение ребра, МПа продольные прогибы панели, мм оптимальные значения р еальн, оптим.

Составитель

Редактор M.Стрельникова Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор С.Мигунова

Заказ 2082 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент",.г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

2

4

12

12

12

6

36

36

36

54

48

18

12

18

24

22

+67

+50

+33

+10

+ 5

15+ 5

12+ 3

14+ 4,5 .18 + 48

15+ 4

19 + 7