Способ получения сварного соединения

 

Изобретение относится к сварке, а именно к способам получения сварных соединений короткими швами, имеющими широкое применение в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности использования сварочных материалов и электроэнергии. Шов выполняют максимально приближенным к равнонапряженному по длине. Максимально нагруженные участки шва выполняют с глубиной проплавления, обеспечивающей возможность воспринять максимальные напряжения, возникающие в шве. Другие участки шва выполняют с глубиной проплавления, прямо пропорциональной глубине проплавления максимально нагруженных участков шва и обратно пропорциональной длине этого участка шва и степени неравномерности в распределении напряжений в коротком шве. В результате получают равнопрочный шов с наименьшими затратами сварочных материалов и энергии. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (stis В 23 К 33/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

"t iL éí,tt

"Б/ ОТFPА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (л

Д, Ф (21) 4359850/31-27 (22) 23.11.87 (46) 30.06.90. Бюл. № 24 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) В,И.Терещенко, В.Д.Черниенко и А.Н. Шаро вол ьский (53) 621.791.75.012 (088,8) (56) Патент ГДР ¹ 98224, кл. 49 h 33/00, 1973, Патент Японии N 60 — 12293, кл. В 23 К 31/02., 33/00, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к способам получения сварных соединений короткими швами, имеющими Широкое применение в различных отраслях промышленности. Цель изобоетения — поИзобретение относится к технике сварки, а именно к сварным соединениям корот- кими швами, имеющими широкое применение в различных отраслях промышленности, Цель изобретения — повышение эффективности использования сварочных материалов и электроэнергии.

На фиг, 1 — 3 представлены возможные варианты осуществления способа; на фиг. 4 — сечение А-А на фиг. 1 — 3; на фиг, 5— эпюра распределения нагрузки в шве.

Сварной шов выполняют максимально приближенным к равнонапряженному по длине, т.е. соответствующим эпюре распределения рабочих нагрузок в шве, причем концевые участки шва выполняют с, . Ж, „1574413 А1 вышение эффективности использования сварочных материалов и электроэнергии, Шов выполняют максимально приближенным к равнонапряженному по длине, Максимально нагруженные участки шва выполняют с глубиной проплавления, обеспечивающей возможность воспринять максима/tьные напряжения, возникающие в шве. Другие участки шва выполняют с глубиной проплавления, прямо пропорциональной глубине проплавления максимально нагруженных участков шва и обратно пропорциональной длине этого участка шва и степени неравномерности в распределении напряжений в коротком шве. В результате получают равнопрочный шов с наименьшими затратами сварочнь|х материалов и энергии, 5 ил. глубиной проплавления Н, обеспечивающей возможность воспринять максимальные напряжения, возникающие в шве, т.е. воспринять основную часть нагрузки P (фиг, 1), а среднюю часть длиной! выполняют с глубиной проплавления h, величина которой учитывает степень неравномерности в распределении касательных напряжений по длине шва / макс тср где тм кс — касательные напряжения, возникающие в концевых участках шва; ГсР— КаеатЕЛЬНЫЕ НаПРЯжЕНИЯ, ВОЗНИкающие в средней части шва.

Если обозначить площадь концевого участка в продольном сечении через F, 1574413 а площадь средней части шва выразить как I h, то они должны соответствовать следующей зависимости: тмакс

<ср где тмакс ср

Таким образом можно составить уравнение, Гмакс

F — = I h гмакс

F откуда h = ! Y

Поскольку площадь F прямо пропорциональна глубине проплавления Н,то глубина проплавления h в средней части шва находится в прямо пропорциональной зависимости от глубины проплавления Н концевых участков шва и обратно пропорциональна длине средней части шва

I и степени неравномерности Ч в распреде лении касательных напряжений по длине шва. Другими словами, при возрастании глубины проплавления Н концевых участков шва, обеспечивающих возможность воспринять основную часть нагрузки Р, глубина проплавления h средней части шва также растет, но ее величина тем меньше, чем больше длина средней части I (при условии, что длина концевых участков не изменяется) и соответственно степень неравномер/ ности Y в распределении напряжений по длине шва.

Таким образом, учитывая эту зависимость, появляется возможность при формировании средней части шва сэкономить сварочные материалы и соответственно электроэнергию, необходимую для формирования этой части шва. Концевые участки шва, где нагрузка максимальна, можно выполнить в виде точки.

Необходимый диаметр точки определяется следующим образом. Из эпюры распределения нагрузки в шве (фиг.5) видно, что за линией а — а действуют усилия Р больше Рср, поэтому для расчета принимаем, что на данных отрезках швов действуют максимальные усилия Рмакс

Из условия "— àêñ = (г), F определяем, что

Площадь сечения точки

F=D S, (2) где S — площадь свариваемого. металла.

Подставив значение F из выражения (2) в выражение (1), имеем

ОЯ— (т)

Отсюда

0— (t) S

Длина среднего участка шва

15 !=I — 2D, где L — общая длина сварного соединения.

Пример. Проводили сварку углового шва (фиг. 1), Сварку выполняли с переменной глубиной проплавления, сварной шов имел следующие параметры: = 80 мм; I =

=50мм; 5=6мм; Н=8мм; Ь=Змм. По сравнению со швом с постоянной глубиной проплавления h = 6 мм и равнопрочным рассматриваемому экономия сварочного материала (проволока Св.08Г2С ф1,6) на одном шве составляла 0,0104 кг, а экономия электроэнергии — 0,0312 кВт ч.

Формула изобретения

Способ получения сварного соединения, включающий сварку деталей по крайней мере одним швом с переменной глубиной проплавления по его длине, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности использования сварочных материалов и электроэнергии, сварной шов выполняют с . переменной глубиной проплавления, соответствующей эпюре распределения рабо40 чей нагрузки по длине шва, при этом на участках максимальных напряжений сварку ведут с большей глубиной проплавле. ния, чем на остальных участках, где сварку ведут с глубиной проплавления прямо про45 порциональной максимальной глубине . проплавления и обратно пропорциональной длине этих участков и степени неравномерности в распределении напряжений в сварном шве, 1574413

Дуг,З МОКС

Составитель Л.Назарова

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор С.Шекмар

Заказ 1747 Тираж 626 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