Способ соединения сваркой плавлением
Использование: при изготовлении оборудования атомных энергетических установок. Сущность изобретения: сварное соединение состоит из корпуса 1 со сварным швом 2 и внутрикорпусной конструкции 3. На внутренней поверхности корпуса выполняют паз 4, а внутрикорпусная конструкция имеет выступ 5, снабженный проточкой 6, выполненной в районе сварного шва. Ширину паза берут больше ширины выступа на величину a kB, где k - коэффициент эффективности защемления, B - ожидаемое поперечное укорочение сварного шва. 2 ил.
Изобретение относится к узлам сварных соединений и может быть использовано при изготовлении оборудования атомных энергетических установок.
В процессе эксплуатации сварных корпусных конструкций, подвергающихся на ряду с давлением термоциклическим напряжениям, вызванным колебаниями температуры среды, находящейся внутри, имеет место возникновение трещин в сварном шве, как наиболее нагруженном месте корпусной конструкции в результате взаимодействия рабочих напряжений конструкции (термоциклика, давление и т.д. ) и собственных сварочных напряжений. Поэтому существует проблема защиты сварного шва корпусной конструкции от влияния температурных колебаний среды, которая может быть решена установкой тепловых экранов. Кроме этого, внутрикорпусная конструкция может устанавливаться и с другими целями и задачами (расходомеры, сужающие устройства и т. п.). Известен способ закрепления внутрикорпусной конструкции с использованием известного типового сварного соединения ("Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварка и наплавка. Основные положения. ПНАЭГ-7-009-89, табл. П3.42, сварное соединение тип 1-26), используя подкладное кольцо с перемычкой. Недостатки этой конструкции: наличие двух щелевых концентраторов в корне сварного шва уменьшает надежность корпусной конструкции; корпусной шов является частью внутрикорпусной конструкции; нагрузки внутрикорпусной конструкции передаются на корпусной шов, снижая его надежность; сварочные деформации передаются на внутрикорпусную конструкцию. Этот узел выбран за прототип. Изобретение позволяет повышать надежность путем обеспечения защемления внутрикорпусной конструкции в процессе сварки корпуса, т.е. закрепление внутрикорпусной конструкции осуществляется без сварного шва и применения крепежных деталей. Может быть использовано для установки тепловых экранов и других внутрикорпусных конструкций. Указанная цель достигается тем, что по периметру корпуса в районе корня шва выполняют паз, в который устанавливают выступ внутрикорпусной конструкции, снабженный проточкой с предварительным зазором "а" между вертикальной опорной поверхностью паза и вертикальной опорной поверхностью выступа, причем "а" определяется из соотношения: Зазор "а" в процессе сварки соединения ликвидируется и внутрикорпусная конструкция жестко фиксируется внутри корпуса за счет контакта между вертикальными опорными поверхностями паза и выступа. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фиг.1 установка внутрикорпусной конструкции перед сваркой; фиг.2 конструкция после выполнения сварки. Сварное соединение состоит из корпуса 1 со сварным швом 2 и внутрикорпусной конструкции 3. На внутренней поверхности корпуса выполняют паз 4, а внутрикорпусная конструкция 3 имеет выступ 5, снабженный проточкой 6 с размерами, обеспечивающими сварку без оплавления корпуса 1 с конструкцией 3. Наличие проточки 6, во-первых, исключает усилие элементов внутрикорпусной конструкции в формировании сварного шва и непосредственной работе их в составе сварного шва; во-вторых, исключает характерный для сварных соединений с подкладными кольцами конструктивный концентратор напряжений в виде щели. Зазор "а" определяется по формуле: где k коэффициент эффективности защемления, k (1/3 2/3);B ожидаемое поперечное укорочение сварного соединения ("усадка"), зависящая от толщины и вида разделки. B определяется экспериментальным путем по среднестатистическим данным "усадки" или теоретически по формуле
где I сварочный ток;
U сварочное напряжение;
V скорость сварки;
C теплоемкость;
плотность;
h коэффициент, зависящий от способа сварки: для электродов равен 0,75, для автоматической сварки под флюсом равен 0,8;
aн коэффициент наплавки, 12 г/ач для электродов; 15 г/ач для автоматической сварки под флюсом;
толщина прохода;
i номер прохода. Длина паза "l" определяется с учетом предварительного зазора "а". При сварке корпуса 1 зазор "а" полностью выбирается за счет поперечной "усадки" сварного шва и внутрикорпусная конструкция жестко фиксируется плотным прилеганием вертикальных опорных поверхностей паза 4 корпуса и выступа 5 внутрикорпусного элемента. Таким образом, предлагаемый узел сварного соединения отличается от прототипа тем, что внутрикорпусная конструкция крепится при формировании сварного шва путем зажима или закрепления за счет ликвидации в процессе сварки предварительного зазора между элементами корпуса и внутрикорпусной конструкции, при этом повышается надежность сварного соединения за счет ликвидации концентраторов в корне сварного шва.
Формула изобретения
a к.В,
где
К коэффициент эффективности защемления,
В ожидаемое поперечное укорочение сварного шва, а на выступе по оси шва выполняют проточку, исключающую расплавление металла выступа при сварке корпуса.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к сварке, в частности к дуговой сварке изделий из высокопрочного чугуна, и может найти применение в нефтегазовой промышленности, энергетике, судостроении, коммунальном хозяйстве
Способ дуговой сварки // 2064382
Защитное сопло сварочной горелки // 2064381
Способ сварки плавлением легких сплавов // 2062686
Способ автоматической дуговой сварки // 2062191
Устройство для сварки в среде защитных газов // 2056237
Изобретение относится к дуговой наплавке плавящимся и неплавящимся электродами в защитных газах, а также к плазменной наплавке и может быть использовано в различных отраслях промышленности при упрочняющей, восстановительной, износостойкой и других видах наплавки деталей типа тел вращения
Устройство для смешивания двух газов // 2053074
Изобретение относится к сварке и может быть использовано при дуговой сварке в смесях защитных газов
Способ сварки паяных деталей // 2062200
Обод колеса для большегрузного автомобиля // 2034712
Способ изготовления колеса вентилятора // 1771910
Способ многослойной электрошлаковой сварки // 1756074
Изобретение относится к сварке, а конкретно к способам сборки внахлестку тонкостенных оболочек с массивными деталями под сварку плавлением, например, сильфонов с арматурой
Изобретение относится к сварке, в частности к производству сварных, клееных, паяных соединений разнородных материалов либо к изделиям, полученным путем наплавки , напыления и др., работающих в условиях вибрации, коррозионно-механического и усталостного нагружений, а также при хрупком разрушении под действием статической нагрузки
Способ лазерной сварки стыковых соединений // 2104137