Способ вварки тонкостенного кругового элемента в массивную конструкцию

 

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в тяжелой, нефтехимической и авиационной промышленности. Цель изобретения - упрощение технологии сварки и повышение качества сварного шва. Длину окружности сварного шва разбивают на две неравномерные части. Первоначально сваривают 4/5-3/4 длины окружности. Сварное соединение охлаждают до температуры окружающей среды, после чего выполняют сварку оставшейся части шва длиной 1/4-1/5. При такой сварке усадка шва большей протяженности происходит в достаточно свободном состоянии, вторая часть шва имеет длину, достаточную, чтобы противостоять усадке. 2 табл. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (29) (21) А1 (52) 4 В 23, К 31/00 33/00 р т ."т." х;:

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4350631/25-27 (22) 16. l . 87 (46) !5.08.89. Бюл. ),"- 30 (71) Производственное объединение

Уралмаш (72) В.И.Панов (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 - 590113, кл . В 23 К 28/00, 1976. .Авторское свидетельство СССР

11 - 96084, кл. В 23 Р 6/05, 1953. (54) СПОСОБ ВВАРКИ ТОНКОСТЕННОГО

КРУГОВОГО ЭЛЕИЕНТА В 12АССИВНУИ КОНСТРУКЦИЮЮ (57) Изобретение относится к сварке и может быть использовано в тяжелой, 1

Изобретение относится к сварке, а именно к способам вварки тонкостенного элемента в массивную конструкцию, и может быть использовано в машиностроительной, авиационной и нефтехимической промышленности.

Целью изобретения является упрощение технологии сварки и повышение качества шва.

На фиг.l изображен предлагаемый ввариваемьп круговой элемент до начала сварки; на фиг.2 — выполнение первой части шва; на фиг.3 — вваренный круговой элемент.

Способ осуществляют следующим образом.

Круговой элемент 1 необходимо вварить в массивную заготовку 2. Всю: длину окружности кругового шва разбивают на две части — 3/4-4/5 (поз.3) и 1/4 — 1/5 (поз.4) соответственно.

2 нефтехимической и авиационной промышленности. Цель изобретения — упрощение технологии сварки и повышение качества сварного шва. Длину окружности сварного шва разбивают на две неравномерные части. Первоначально сваривают 4/5-3/4 длины окружности.

Сварное соединение охлаждают до температуры окружающей среды, после чего выполняют сварку оставшейся части шва длиной 1/4-1/5. При такой сварке .усадка шва большей протяженности происходит в достаточно свободном состоянии, вт рая часть шва имеет длину, достаточную, чтобы противостоять

- усадке. 2 табл.,3 ил.

Первоначально выполняют сварку участка шва 3, охлаждают металл сварного соединения, нагревавнийся от тепла дуги до температуры окружающего воздуха, после чего выполняют сварку участка 4.

При сварке кругового шва в любом случае металл шва испытывает сложноe нагружение. К продольным напряжениям, возникающим при усадке наплавленного металла, добавляются радиальные напряжения, в результате чего возникает сложнонапряженное состояние, вызывающее образование трещин. При сварке по данному способу усадка большей части шва происходит в достаточно свободном состоянии, так как контур не является замкнутым, жест- ким. Вторая часть шва имеет длину, достаточную, чтобы противостоять усадке.

Таблица 1

Напряжения, кгс/мм

Условия выполнения сварки

6-9

12-14

18-21

Таблица 2

Порядок сварки

Наличие трещин

Сварка по периметру в Трещина одном направлении

Соотношение длин окружности 1/2 и 1/2, обратноступенчатый способ Трещина

Соотношение длин 2/3 и 1/3, обратноступенчатый способ

Соотношение длин 3/4 и 1/4, обратноступенчатый способ

Непрерывная свар-. ка

Непрерывная сварка

Трещины

Трещина

3 150045

Замеры напряжений показали следующее. Б случае значительной разницы в толщинах ввариваемого элемента (Ь, ) и толщинЬ заготовки () Ъ 3 — 10 на5 зависимо от того, каким является предварнтельный подогрев — местный или общий, напряжения в круговом элементе увеличиваются (см. табл. 1).

Это объясняется тем, что поскольку 10 круговой элемент имеет меньшую толщину, он будет остывать быстрее, по мере охлаждения массивной заготовки, в круговом элементе напряжения растут за счет реактивных напряжений, причем 15 чем выше температура подогрева, тем выше уровень напряжений.

Порядок вварки кругового элемента в массивную заготовку оказывает следующее влияние на образование трещин в металле шва (cM. табл. 2), Пример. Круговой элемент 1 вваривали в вертикальную стенку поворотной платформы шагающего экскаватора. Варили по следующей технологии.

Толщина стенки 40 мм, материал— сталь 10ХСНД. Диаметр кругового элемента 200 йм, толщина 6 мм. Сварку выполнили электродами -5A тип—

3-50A, диаметр 4 мм, .сила тока 190 А, 30 напряжение 24 В. Диаметр окружности кругового однопроходного шва 1 — 2 R=

= 2 3,14 100 = 628 мм. Соотношение длин выбрали. 3/4 и 1/4, т,е. 470 и

158 мм соответственно, Выполнили 35 сварку участка длиной 470 мм (поз.3), затем металл сварного соединения охлаждали до температуры окружающего воздуха (+18 С), после чего выполни3 4 ли сварку участка длиной 158 мм (поз.4). Контроль качества показал отсутствие трещин.

Формула и 3 о б р е т е н и я

Способ вварки тонкостенного кругового элемента в массивную конструкцию, при котором элемент размещают в отверстии конструкции и выполняют сварку круговым швом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения технологии сварки и повышения качества шва, длину окружности сварного шва разбивают на два неравномерных участка, сначала сваривают участок большей протяженности, охлаждают металл сварного соединения до температуры окружающего воздуха, затем выполняют сварку участку меньшей протяженности, причем соотношение длин участков принимают равным 3/4-4/5 и 1/4-1/5.

Без предварительного подогрева

Предварительный подогрев 100 С

Предварительный подогрев 200 С

1500453

Продолжение табл.2

Сварка с промежу- Соотношение точным охлаждением и !/2

Соотношение и 1/3

Соотношение и 1/4

Соотношение и 1/5

Соотношение и 1/6

Соотношение и 1/7

Трещина

Надрывы длины 6/7

Трещины длины 1/2 длины 2/3 длины 3/4 длины 4/5 длины 5/6

Надрывы

Нет трещин

Нет трещин

1500453

Составитель Л.Назарова

Редактор М.Бандура Техред М,Дидык Корректор М.Пожо

Заказ 4808/15 Тираж 894 Подписно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101