Способ сварки давлением с подогревом тавровых конструкций

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) (51) 4 В 23 К 20/14,„13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 77486 ) (21) 3850732/25-27 (22) 28.11.84 (46) 23.03,86. Бюл. )) - 11 (71) Московский вечерний металлургический институт (72) Б.А.Лавров, Э.С,Каракозов и А.П.Терновский (53) 621.791.66(088.8) (56) Патент США Ф 3547599, кл. В 23 К 3)/02, 1972 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 616092, кл. В 23 К 19/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 774861, кл, В 23 К 20/00, 1980. (54) (57) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ С

ПОДОГРЕВОМ ТАВРОВЫХ КОНСТРУКЦИИ по авт.св. Ф 774861, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыщения стабильности качества соединения и надежности конструкции, продольный паэ промежуточного элемента и нижнюю кромку стенки тавровой конструкции выполняют цилиндрической формы с радиусом цилиндра, равным половине толщины стенки.

1219298

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в авиационной промышленности при изготовлении конструкций, в основе которых лежат Т-образные соединения.

Цель изобретения — повышение стабильности качества соединения и надежности конструкции.

На чертеже представлена конструкция свариваемых элементов.

Сущность способа заключается в следующем.

В промежуточном элементе 1, в поперечном сечении представляющем собой равнобедренную трапецию высотой не менее толщины стенки тавра, в верхнем его основании вырезают продольный паз шириной, равной толщине стенки 2, и глубиной примерно 2/36, где 6 — толщина стенки, причем основанию паза придают цилиндрическую форму радиусом !/26. Выбор радиуса равным половине толщины стенки обусловлен недопустимостью сохранения линии перелома сопрягаемых поверх.ностей в области зоны сварки, так как при сварке поверхностей под углом друг к другу в значительной мере вероятно образование дефектов типа непроваров, а распределение их по зоне сопряжения может явиться потенциальным концентратом напряжений при приложении эксплуатационных нагрузок, Угол при основании трапео ции выбирают равным 40-50 . Выполнео ние углов меньшими 40 приводит к образованию непроваров вблизи кромок элемента вследствие недостаточного контактного давления. При вью полнении углов большими 50 возникает опасность образования подрезов. Нижней части стенки 2 тавра, устанавливаемой в паз, придается цилиндрическая форма той же кривизны, что и в основании паза ° Указанная величина кривизны поверхности обусловлена оптимальным распределением напряжений в зоне сопряжения плоских и криволинейных поверхностей п1и сварке.

Для улу ппения условий сварки стенки тавра с боковыми поверхностями паза промежуточного элемента (как и в случае прототипа) нижнее основание era, расположенное на полке тавра 3, может быть выполнено вогнутым по направлению к меньшему

Ф

55 основанию с величиной прогиба по оси стенки 0,16.

Металлографический и расчетнографический анализ зоны сварки помазал, что описываемая форма и размеры соединяемых элементов обеспечивают оптимальное распределение давления между стенкой и полкой тавра.

Кроме того, исключается возможность образования непроваров и подрезов в зоне соединения деталей конструкции по сопрягаемым поверхностям благодаря устранениюсопряжения по взаимно

1 перпендикулярным поверхностям.

Потеря устойчивости стенки при сварке предотвращается использованием технологической оснастки.

При необходимости (после сварки) зона сопряжения полки тавра со стенкой может быть механически обработана с целью получения галтели нужной формы.

Пример, По предлагаемому способу получают тавровые соединения пластин размером 40хЗОхЗ мм из титанового сплава ВТ6, Промежуточный элемент, устанавливаемый в зону соединения, имеет следующие размеры: высота 3 мм, верхнее основание 3 мм, угол к = 45, ширина паза 3 мм, глубина паза 2 мм, радиус кривизны основания паза и нижней части стенки

1,5 мм. Сварку выполняют по следую2 цему режиму: давление P = 0,3 кгс/мм (=3 МПа) в расчете на сечение стено ки, температура сварки Т = 930 С, длительность процесса t = 90 мин.

После сварки фрезеруют галтели радиусом 2„5 мм. При механических испытаниях на отрыв стенки тавра с изгибом полки и малоцикловую усталость разрушение происходит по основному материалу. Испытания показали высокую надежность и работоспособность соединений.

Сравнительные исследования двух партий изделий показали, что технический эффект при сварке изделий по предлагаемому способу заключается в повышении качества соединения. В изделиях, сваренных по известному способу, в углах паза промежуточного элемента ва всех случаях обнаружены микродефекты в виде полостей, а в изделиях, сваренных по предлагаемому способу, дефектов в зоне контакта стенки тавра и промежуточного элемента не обнаружено.

1219298

Составитель Н.Тютченкова

Редактор А.Шишкина Техред,П.Олейник Корректор Г.Решетник

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 1194/19 Тираж 1001

ВНИИПИ Государственного по делам изобретений

113035, Москва, Ж-35, Подписное комитета СССР и открытий

Раушская наб., д. 4/5