Способ сварки встык многослойных элементов

Способ сварки встык многослойных элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„, 729011 — — 1 ( (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву— (2 } За я влено 24.06.77 (21 ) 2500339/25-27 (51) М; Кл.

В 23 К 9/02 с присоединением заявки РЙ

Государственный камнтет (28) Приоритет оо делам нэабретений и открытнй

Опубликовано 25.04.80. Бизллетень .% 15 (5Ç ) УД K 621.791..75 (088.8) Дата опубликования описания 25.04.80 (72) Авторы изобретения

К. П. Большаков, Ю. Д. Бычков, Н. Н. Рудомазин и И. M. Шаферман

Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного трсительства (71) Заявитель (54) СПОСОБ СВАРКИ ВСТЫК МНОГОСЛОЙНЫХ

ЗЛЕ МЕ1ГГОВ Изобретение относится к технологии сварки элементов строительных конструкций на монтаже и может быть использовано в мостостроении и промышленном строительстве, а также в других областях народного хозяйства для сварки встык многослойных элементов.

Известен способ сварки встык многослойных элементов. по которому перед выполнением основного стыкового шва элементов проваривают зазор между контактирующими слоями со стороны торцов (1).

Однако в этом случае линии пересечения поверхностей проплавления швов и зазоров между контактируюшими листами являются местом образования уже при сварке технологических дефектов типа трешин, пор и шлаковых вклю15 чений, и характеризую циеся высоким эффективвным коэффициентом концентрации, достигающим (по предварительным данным) значений

P=2,5.

Испытания на выносливость, проведенные на крупномасштабных балках, двухлистовые пояса которых были состыкованы сваркой этим способом, и на образцах показали, что подобные соединения разрушаются, не выдерживая базового числа циклов (2 млн), принятого на пролетных строений мостов. Причем усталостная трещина всегда начинается от линии пересечения поверхности проплавления подварочного шва и зазора между контактируюшими листами (слоями). Аналогичное разрушение наблюдалось и при испытании сварных соединений двухлистсвых элементов, выполненных без предварительного прсвара зазора между контактирующими листами.

Известен также способ сварки встык многослойных элементов, по которому псрвоначаль. но по линии зазора между контактиоующими слоями образуют желобки, которые затем проваривают, оставляя незаполненными полости между подварочным швов и дном желобка, после чего накладывают основной шов (2).

Незаполненные полости несколько уменьшают вероятность образования технологических дефектов при сварке, и при выполнении формы их поперечного сечения в вице правильного крутлого отверстия позволяют несколько снизить величину коэффициента Р. Однако данную

729011 з форму поперечного сечения полости трудно гарантировать.

Помимо этого, формирование пустотных полостей в многолистовых элементах пролетных строений приведет к значительному увеличению трудоемкости их изготовления, которое будет неоправданным при недостаточно полном снижении величины Р.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является способ сварки 10 встык многослойных элементов, по которому подготовленные под сварку торцы листов каждого слоя смещают относйтельйо"друг друга в каждом последующем слое и сваривают их встык при помощи вставок с постепенно увеличивающейся длиной (3), Однако при обеспечении полного провара толщины листов (непровар в мостовых конструкциях не допускается нормами) неизбежно сплавление листов между собой, вследствие чего возникнут концентраторы напряжения, которые создают угрозу работоспособности конструкции.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем устранения концентра- 5 торов напряжения.

Для этого по предлагаемому способу перед установкой вставок свариаают слои между собой, не доваривая их до стыкуемых торцов, а затем недоваренные участки всех листов, образующих первый слой, чоследовательно отжимают от ранее свареж ых на величину зазора, определяем ю из условия ликвицащгп последнего прч усадке металла полностью заваренных стыковых швов, и устанавливают в месте стыковки прокладки, после установки вставок сваривают первые слои швов убирают прокладки, окончательно заваривают стыки листов и доваривают слои между собой, при этом длину вставок каждого следующего слоя принимают не менее суммы длин недоваренных участков слоев и вставки предыдущего слоя.

На фиг. 1 изображены многослойные элементы, подготовленные к сварке встык; на фиг.2 — „ .элементы с отжатой второй парой листов; на фиг. 3 — элементы со второй парой листов, подготовленной к сварке встык; на фиг. 4 — элементы с фиксированным зазором, освобожденным от прокладок; на фиг. 5— 0 элементы с третьей парой листов, подготовленной к сварке встьп<; на фиг. 6 — элементы с четвертой парой листов, подготовленной к сварке встык; на фиг. 7 — элементы с пятой парой листов, подготовленной к сварке встык; на фиг. 8 — два слоя листов с клиновыми подкладками.

Сварку встык многослойных элементов осуществляют следующим образом.

При изготовлении в заводских условиях многослойных элементов их выполняют со ступенчатым расположением подготовленных под сварку торцов листов 1 — 5, связующие швы 6 между которыми недоваривают на длину участков 7.

В таком виде многослойные элементы поступают на строительство, где выполняют их соединение встык, для чего последовательно сваривают каждую пару листов 1 — 5 соответствующего слоя.

При этом сначала сваривают пару листов 1 швом 8. Затем от этих листов усилием P отжимают листы 2 до получения фиксированного зазора 9, при котором деформации, возникающие в листах при их отжатии, остаются упругимн. После этого устанавливают под листы 2 подкладки 10, снимают усилие P и устанавливают вставку 11. После выполнения первых слоев швов 12 фиксированный зазор 9 освобождают от подкладок, причем сначала выбивают в сторону вставки подкладку 13, а затем также выбивают и вытаскивают подкладку 14, После освобождения зазора 9 окончательно заваривают швы 12; вследствие усадки металла швов 12 зазор 9 будет ликвидирован. Затем окончательно оформляют связующие швы 6 между слоями.

При сварке остальных листов асе операции выполняются аналогиччо. При этом длину вставок выбирают не менее суммы длин недоваренных участков связующих швов и вставки ранее сваренных листов. Например, вставка 15 не может быть меньше по длине, чем сумма длин недоваренных участков 7 между листами 1 и 2 сварки 12.

Величину фиксированного зазора выбирают и условия ликвидации его при усадке металла полностью заваренных стыковьгх швов, в связи с чем зазор поддерживают только до на ложения первых слоев этих швов.

Величину смещения торцов листов относительно друг друга при их ступенчатом расположении и длину недоваренных участков связующих швов выбирают из условия упругости деформаций, возникающих в листах при их обжатии, Фиксированный зазор поддерживают составными подкладками, вкполненными в виде двух клиньев, положенных один на другой, которые устанавливают между контактирующими листаI ми,например, непосредственно под разделку швов, причем в этом случае прилегающий к шву клин медный, а другой стальной.

Предлагаемый способ сварки встык многослойных элементов предотвращает сплавление стыковым швов контактирующих листов элементов, полностью устраняет концентраторы напряжения, и, следовательно, повышает несущую

5 12901 способность по выносливости и долговечности сварных стыковых соединений элементов.

Кроме того, этот способ позволит сократить количество наплавленного металла шва, вследствие того что сумма объемов разделок отдельных листов меньше объема общей разделки сразу для всех листов. Это обстоятельство, а также наличие недоваренных участков связующих швов позволит снизить остаточные напряжения от сварки и тем самым дополнительно iO повысить несущую способность монтажных элементов.

Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа только на конструкциях„выпускаемых заводами Главмосстроя, со- 15 ставит не менее 120 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

1. Способ сварки встык многослойных эле- 2о ментов, по которому подготовленные под сварку торцы листов каждого слоя смещают отно сительно друг друта в каждом последующем слое и сваривают их встык при помощи вставок с. постепенно увеличивающейся длиной, 25 отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем устранения концентраторов напряжений, перед установкой вставок сваривают слои между собой не дова-ривая их до стыкуемых торцов, а затем недо- 30 варенные участки всех листов, кроме листов, образующих первый слой, последовательно от1 6 жимают or ранее сваренных на величину зазо. ра, определяемую из условия ликвидации последнего при усадке металла полностью заваренных стыковых швов, и устанавливают в месте стыковки прокладки, после установки вставок сваривают первые слои швов, убирают прокладки, окончательно заваривают стыки листов и доваривают слои между собой, при этом длину вставок каждого следующего слоя принимают не менее суммы длин недоваренных участков слоев и вставки предыдущего слоя ранее сваренных швов.

2. Способ сварки встык многослойных элементов по и. 1, отличающийся тем, что величину смещения торцов листов относительно друг друта и длину недоваренных участков продольных швов определяют из условия упрутих деформаций, возникающих в листах, при отжатии.

3. Способ сварки многослойных элементов по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, прокладки, устанавливаемые под места стыковки, выполняют в виде двух клиньев, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Koger Е "Montageschwei Bung um

Stahlbruchenbau", "Technische Mitteilungen

Krupp". 1972, 30, Р 2, с. 69 — 74.

2. Патент Франции N 6936866, кл. В 23 К 9/00, опублик. 1971.

3. Патент США N 3774296, кл. 29/471.3, опублнк. 1973 (прототип) .

729011 л )г

1g 1 5 Ю

1У Фиг.7

ЦНИИПИ Заказ 1881/14 Тираж 1160 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Уж;ород, ул. Проектная, 4