Способ вварки кругового элементав оболочковую конструкцию

Способ вварки кругового элементав оболочковую конструкцию

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Саеетскмк

Соцмалмстмческмк

Респубимк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОНУ СВ ТИЗЬСТВУ

<щ833397 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 230779 (21) 2809939/25-27 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опублнковано300581, Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 300581 р )м. кл.

В 23 К 28/00

Гвсударстааяяый квмятст

СССР

ЙФ ясла» язвбфютаяяй я вткраютяй (53) УДК 621 791. .011 (088. 8) )

Б.С. Касаткин, Л.М. Лобанов, В.И. Павловский

И.П. Замятин и Б.И. Лосев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВВАРКИ КРУГОВОГО ЭЛЕМЕНТА

В ОБОЛОЧКОВУЮ КОНСТРУКЦИЮ

Изобретение относится к сварке, в частности, к способу вварки кругового элемента в оболочковую конструк цию, и может быть использовано при сборке и сварке круговых соединений в оболочках двоякой кривизны (цилиндры, торы и пр.) в машиностроительной, авиационной, судостроительной и др. областях промышленности.

Известен способ уменьшЕния остаточных сварочных деформаций и напряжений в тонкостенных оболочко- . вых конструкциях, заключающийся в том, что ввариваемый элемент изготавливают с компенсационным кольцом заданных размеров, которое после сварки осаживают под прессом fl).

Однако этот способ требует применения сложного и дорогостоящего оборудования, эффективность его невысока.

Известен способ сварки круговых соединений в листовых конструкциях с применением предварительной пластической отбортовки зоны отверстия под ввариваемый элемент (2).

Однако использование этого метода .при сварке круговых швов в цилиндрических и других оболочковых конструкциях двоякой кривизны сопряжено с суще твенными затруднениями, связанными со сложностью формы отбортованных поверхностей в зоне отверстий. Кроме этого способ применим и эффективен ,лишь для узкого диапазона свариваемых толщин и диаметров круговых соединений в листовых конструкциях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ вварки кругового элемента в оболочковую конструкцию, при котором в оболочковой конструкции выполняют отверстие, упруго выгибают его кромки путем приложения равномерно распределенной нагрузки, устанавливают в него круговой элемент и выполняют .сварку (31.

Однако при таком упругом выгибе в оболочках двоякой кривизны (ци> линдры, торы и пр.) исходное круговое отверстие превращается в эллипсное. В результате при последующей сборке оболочки с круговым врезным элементом зазор в стыке по периметру соединения будет неравномерным (минимальный - на участках с максимальным радиусом кривизны поверхности оболочки и максимальный — на участках.с минимальным радиусом кривизны), ЗО что ухудшает условия ведения.автома833397

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тического сварочного процесса, отрицательно сказывается на качестве шва и приводит к значительному напряженно-деформированному состоянию в районе участков соединения, имевших при сборке максимальный зазор. В итоге .имеет место уменьшение конструктивной прочности круговых сварных соединений. Следовательно данный способ неприменим для оболочек двоякой кривизны»

Цель изобретения - обеспечение качества сварного соединения при вварке круговых элементов в оболочковые конструкции двоякой кривизны путем устранения эллиптичности отверстия после заданий упругого выгиба. 15

Поставленная цель достигается тем, что перед установкой кругового элемента выполняют механическую обработку полученного после выгиба отверстия до придания ему кругового сечения 2О с диаметром, заданным для сборки.

Технология способа состоит в сле- . дующем. В оболочке выполняют отверстие. Зону отверстия под круговой врезной элемент упруго выгибают путем 2 приложения равномерно распределенной нагрузки по кромке отверстия; после упругого выгиба перед сборкой устраняют эллпинтичность отверстия, образующуюся в результате выгиба, путем его механической обработки (например расточки или фрезеровки) на диаметр, заданный для сборки. После этого производят сборку и сварку кругового

I элемента в оболочку.

Введение дополнительной операции механической обработки позволяет использовать метод предварительного упругого деформирования для оболочек с практически любой сложной поверхностью. Эллиптичность отверстия, по- 40 лучаемая при выгибе, полностью устраняется последующей расточкой отверстия, чем обеспечиваются условия для качественной сборки кругового соединения с точки зрения минимальных и 45 постоянных по периметру зазоров в стыке.

Величина эллиптичности отверстий при этом невелика (0,5-2,0 мм). Поэтому расточка эл.ипсного отверстия нетрудоемкая операция и не требует применения сложного механического оборудования.

Пример. Жесткие фланцы диаметром 100, 150 и 250 мм ввариваются в цилиндрическую оболочку диаметром 700 мм из сплава АМГ6Н. Толщина свариваемых кромок 3, 4 и 5 мм.

Сварка автоматическая, аргонодуговая, неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки. 60

Упругий выгиб в зоне отверстий диаметром 100, 150 и 200 мм в оболочВНИИПИ Заказ 3864/11 Тир ке вызывает их эллипсность, равную соответственно 0,5; 0,,9 и 1,5 мм.

Таким образом, дальнейшая сборка оболочки с ввариваемым круговым фланцем приводит к зазорам в стыке, значительно превышающим допускаемые (0„3 мм), что отрицательно сказывается на качестве сварного соединения и его остаточном напряженно-деформированном состоянии. При этом брак по

Окисным пленкам в металле шва достигает 60-70% °

Введение промежуточной операции расточки отверстия, позволяет устранить эллипсность отверстия и обеспе-. чить требуемое качество сборки кругового стыкового соединения. Расточка отверстия осуществляется двумя способами: при помощи ручного приспособления (два резца на оправке, центрируемой по нижнему подкладному кольцу) и с помощью ручной пневмодрели и пальчиковой фрезы, совместное круговое движение которых обеспечивает несложная механическая приставка.

Зазоры в стыке в предлагаемом способе сборки под сварку не превышают 0,05-0,15 мм. Брак изделий по окисным пленкам в металле шва практи-. чески отсутствует. Улучшена остаточная геометрия сварной цилиндрической оболочки.

Формула изобретения

Способ вварки кругового элемента в оболочковую конструкцию, при котором в оболочковой конструкции выполняют отверстие, упруго выгибают его кромки путем приложения равномерно распределенной нагрузки, устанав-. ливают в него круговой элемент и выполняют сварку, о т л и ч а .ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения качества сварного соединения при вварке круговых элементов в оболочковые конструкции двоякой кривизны путем устранения эллиптичности отверстия после задания упругого выгиба, перед установкой кругового элемента выполняют механическую обработку полученного после выгиба отверстия до придания ему кругового сечения с диаметром, заданным для сборки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР

Ф 228176, кл. В 23 К 28/00, 1967..

2. Сагалевич B.M. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений. М., Машиностроение, 1974, с. 170-171.

3. Жданов И.М. и др. Влияние пред ° варительного упругого выгиба на деформации сферической оболочки при вварке фланцев - Сварочное производство, 1974, М 6, с. 31-33. аж 1148 Подписное