Способ изготовления сварных кон-струкций из листового проката

Способ изготовления сварных кон-струкций из листового проката

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

В.Ф.Лукьянов и А.А.Сигаев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ CBAPHHX КОНСТРУКЦИЙ

ИЗ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА

Изобретение относится к сварке, в частности к способам изготовления сварних конструкций из листового проката, и может быть применено в химическом машиностроении при производстве сосудов высокого давления и других от$ раслях промышленности.

Известны способы сварки конструкций, при которых выполняют подготовку кромок к сварке путем специальной

10 разделки, горячей обработки и другими методами (1).

Однако данные способы не обеспечивают дифференциацию рабочих напряжений в случае разных условий работы

13 наружного и внутреннего швов сварного соединения.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления сварных конструкций из листового проката, при © котором производят пластическое деформирование кромок путем изгиба и

Выполняют их сварку двусторонним швом P2).

Ф

Недостатком способа является то, что хотя он позволяет уменьшить остаточ-ные свардчные деформации после сварки, но сохраняет равномерное распределение рабочих напряжений по всему сечению сварного соединения. В то же время в большинстве случаев прочность сварного соединения, например сосудов, работающих под давлением, определяется прочностью внутреннего шва, который, во-первых, находится, как правило, в более жестких условиях эксплуатации (непосредственный кон» такт с коррозионноактивным продуктом хранения), во-вторых, может иметь меньшую технологическую прочность, например при малых диаметрах (меньше 600 мм), когда выполнение внутреннего шва возможно только ручной сваркой и в труднодоступных условиях, в то время как выполнение наружного шва осуществляется автоматической сваркой под флюсом, обеспечивающей высокое качество шва. Рас3 8418 чет прочности в этом случае производят по шву с меньшей технологической прочностью, следствием чего является снижение эксплуатационных характеристик сварного соединения.

Цель изобретения — обеспечение равнопрочности сварного шва по всему сечению в процессе эксплуатации.

С этой целью кромки изгибают в направлении внутреннего шва на ширине 1р листового проката, равной (5-10) его толщин, на величину h, которую определяют иэ соотношения

=(0,2-0,3) ю и gÚ

Ъ .р, где d — толщина листового проката)

ЬЪ вЂ” заданное снижение напряжений на поверхности вйу-" треннего шва;

Ъ - средйее рабочее напряжение, На чертеже представлено сварное

20 соединение, выполненное по предлагаемому способу.

Пластическое деформирование путем изгиба кромок листового проката в направлении внутреннего шва приводит к появлению локального неравномер ного напряженного состояния по сечению шва, что при нагружении сосуда давление в процессе эксплуатации приводит к появлению изгибающего момента, перераспределяющего напряжение по толщине стенки пропорционально величине изгиба, Способ может быть осуществлен раз35 личными технологическими приемами в зависимости от технологии изготовления определенного вида сварной конструкции. Например, при производстве спиральношовных труб сечением

8204)0 мм поступают следующим образом.

Исходя из условий работы конструкции и технологической прочности внутренне го шва, задается величина йЬ требуемого снижения напряжений на поверх- 45 ности внутреннего шва. Допустим, нам

1 необходимо, чтобы напряжения на поверхности внутрейнего шва отсутствовали.

Из формулы следует, что относительная в личина изгиба кромок Ъ/Ф =0,2-0,3, а абсолютная величина Ь=г-3 мм (при

Ф =1 мм). Для получения такой величины изгиба крайние формирующие ропики станка для формовки спиральношовной трубы устанавливают на 2-3 мм выше остальных, при этом кромки листа, прох дя через формирующие ролики стан« ка принудительно деформируются, внутрь

67 4 трубы. Полученная деформация фиксируется в дальнейшем сваркой кромок.

Для обеспечения оптимальной ширины В деформируемой зоны в пределах от 5 до 1О толщин листа, полоса заправляется в стан таким образом, чтобы расстояние от ее кромки до крайних формирующих роликов составляло 5-10 толщин листа.

Проводились испытания на цилиндрическую прочность нагружением давлением цилиндрических панелей со сварным швом, вырезанных из спиральношовной трубы сечением 820х)0 мм из стали

17Г2СФ. Кромки стыкуемых листов имели величину изгиба от 0 до 3-х мм на базе 80 мм. Испытания показали ! что предлагаемый способ повьппает циклическую прочность сварного соединения в 2-4 раза.

Кромки сварного соединения были изогнуты в сторону шва с дефектами на величину Ъ/8 =0,2. Несмотря на присутствие недопустимых дефекторв, влияние,которых на прочность сварного соединения было бы определяющим при обычной технологии сварки, разрушение произошло от линии сплавления противоположного шва, не имеющего дефектов.

Использование предлагаемого способа позволяет получить высокую циклическую прочность сварных конструкций и„ следовательно, увеличить их срок эксплуатации.

Формула изобретения

Способ изготовления сварных кон" струкций из листового проката, при котором производят пластическое де-. формирование кромок путем изгиба и выполняют их сварку двусторонним швом, отличающийся тем, что, с целью равнопрочйости сварного шва по всему сечению в про- цессе- эксплуатации, кромки иэгибают в направлении внутреннего шва на шириМе листового проката, равной (5l0) его толщин, на величину h ко1 торую определяют из соотношения

-(0,2-0,3) —

Ьср где (У - толщина листового проката;

Яр - заданное снижение напряжений на поверхности внутреннего шва;

О ц -. — среднее рабочее напряже. ние.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертиэе

84)867 d

l. Авторское свидетельство СССР

У 585015, кл. В 23 К 28/00, 1976.

2. Винокуров В,А. Сварочные дефор" мации и напряжения. М., 1968 с. 199.

Составитель В. Томбулатов

Редактор К.Лембак Техред А. Савка корректор Н.Швыдкая

Заказ 948 13 Тираж 11 Подписное

ВНИИПИ Государственного -комитета СССР по делам иэобретеыий ы открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. е/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,