Способ снятия остаточных напряжений в металлических конструкциях

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН . (19) (11) (11 4 С 21 Р 1/04

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/9," йЩ:, Р,@

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3614081/22-02 (22) 04.07.83 (46) 30.04.86. Бюл. В 16 (71) Всесоюзный проектно-конструкторский институт сварочного производства (?2) И. Б. Белозерский, A. H. Гнедаш, Г. И. Лащенко и Г. В. Мельников (53) 658.512(088.8) (56) Сагалевич В. М. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений. — М.: Машиностроение,,1974.

Патент США И 3622404, кл. С 21 Р 1/04, 1972. (54)(57) СПОСОБ СНЯТИЯ ОСТАТОЧНЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЯХ, включающий возбуждение виб— рации в конструкции при частотах 20100 Гц, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества и уменьшения времени обработки, вибрацию возбуждают непрерывно при поддержании постоянным возмущающего усилия, действующего на конструкцию.

1227691 2 ки использовали электромеханический вибратор, работающий в диапазоне частот 20-100Гц. Усилие вибратора при максимальной частоте составило

1500 кгс.

При обработке по известному способу определяли резонансные частоты, которые составили 30 и 50 Гц, причем частота 30 Гц являлась резонансной. для зоны присоединения ребра жесткости к верхней стенке балок. При обработке на частотах 30 и 50 Гц усилия вибратора составили 160 и 375 кгс соответственно. С учетом коэффициента нарастания колебаний в конструкции возникали напряжения, эквивалентные усилиям вибратора 50 и

1000 кгс. При этом после проведения вибрационной обработки в продольных сварных швах напряжения уменьшились на 20 и составили 20 кгс/мм, а в поперечном шве (крепление ребра жесткости к верхней стенке) — на 40 и составили 14 кгс/мм . Разница между

z снижением ударной вязкости в укаэанных швах составила 15 при снижении ударной вязкости в поперечном шве на 20 по сравнению с первоначальным значением. Стабильность геометрических размеров балки определяли по величине остаточной деформации, возникающей после приложения в средней части балки усилия, равного 500 кгс (балка при этом располагалась на двух опорах). Величина указанной деформации составила 20 мкм, время вибрационной обработки на двух указанных частотах 5 мин.

При вибрационной обработке во всем диапазоне частот с постоянным усилием вибрации, равным максимальному (1500 кгс), использовали устройство, работающее на принципе центробежного регулятора, уменьшение остаточных напряжений во всех сварных швах составило 55-60, ударная вязкость металла швов была практически одинаковой (во всех швах на 27% меньше), а время обработки составило

3 5 мин, т,е. на 30% меньше. Остаточная деформация, определенная как указано вьппе, составила 12 мкм, т.е. на 40 меньше.

Кривые 1 и 2 показывают соответственно зависимость усилия вибрации и напряжения, возникающего в детали, от частоты источника вибрации. Частоты Й1, f, f соответствуют резонансным частотам обрабатываемой конструкции. Из графика видно, что по предлагаемому способу при любых частотах обработки (в том числе резонансных) деталь, а следовательно, и ее элементы обрабатываются с оцинаковой интенсивностью, т.е. в деталь в процессе обработки при любой частоте вносятся постоянные порции энергии. В результате такого процесса достигается более значительное и равномерное уменьшение остаточных напряжений и равномерность механических характеристик в пределах обрабатываемой конструкции, Графически преимущества предлагаемого способа по сравнению с известными определяются разницей между площадями, ограниченными кривыми 4 и 2.

Пример. Проводилась вибрационная обработка сварной балки коробчатого сечения с поперечными внутренними ребрами жесткости. Для обработ55

Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам снижения остаточных напряжений и стабилизации геометрических размеров в металлических конструкциях с помощью вибрации.

Цель изобретения — улучшение ка" чества и уменьшение времени обработки.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Так как изменение частоты (дпя обработки на резонансных частотах) является обязательных условием проведения вибрационной обработки„ для сохранения усилия постоянным произведение величины неуравновешенной массы на радиус вращения ее центра тяжести (т.е. статический момент массы) должно при увеличении частоты уменьшаться пропорционально квадрату значения частоты:

Р

m ° R =

ы

На чертеже схематически показаны кривые изменения возмущающего усилия вибратора (кривые 1 и 3) и напряжений, возникающих в детали при изменении частоты источника вибрации (кривые 2 и 4), 1О

2О

ЗО

Предлагаемый способ снятия остаточных напряжений по сравнению с известными повьппает эффективность и обеспечивает равномерность снятия остаточных сварочных напряжений, Составитель А. Кулемин

Техред М.Моргентал. Корректор M. Самборская

Редактор М. /Ьшын

Заказ 2266/29 Тираш 552

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ула ород, ул. Проектная, 4

3 большую còàáèëüíoñòü геометрических размеров, что позволяет уменьшить припуски на обработку привалочных поверхностей таких деталей, как, например, корпусных конструкций

1227691 4 металлорекущих станков, а такие обеспечивает равномерность механических свойств в пределах обрабатываемой конструкции, сокращает цикл обработки.