Способ уменьшения остаточных сварочных деформаций

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Респубпни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИ ИЛЬСТВУ (»i580965 (6l) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 25.12.75 (2т) 2305530/25-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.11.77.Бюллетень №4 (45) Дата опубликования описания 19.12.77 (51) N. Кл.

В 23 К 28/00

Государственный кометет

Совета Мкнкстрое СССР по делан изобретееейн открытей (53) УДК 621. 791..011(088.8) . (72) Авторы изобретения

М. Б. Жуков и Л. В. Карасева (7l) Заявитель (54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ

СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано в машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности, Известен способ уменьшении остаточных 5 сварочных деформаций, предусматриваюший до сварки создание деформаций и перемещений, обратных сварочным путем пластит ческого деформирования края детали fl)

Для этого, например, раскатывают края ци- )0 линдрической оболочки, выштамповывают обо-. лочки перед вваркой штуцера и предварительно пластически изгибают балки перед сваркой .

Недостатком указанного способа являет- .15 ся то, что в процессе предварительного деформирования деталей изменяются их геометрщкеские размеры и форма. В связи с этим при проектировании и изготовлении оснастки для сборки деталей под сварку необходимо 20 учитывать их новую геометрию, отличную от геометрии чертежа. Причем новая форма деталей определяется кривыми второго и более высокого порядка, что удорожает оснастку, В практике возможны такие условия сборки, 25 когда деталь, подготовленную под сварку известным способом и имеюшую изогнутые кромки, невозможно поместить в пространстве с ограниченнымя размерами, что зна|ительно усложняет процесс обработки.

Кроме того, детали, подготовленные по известному способу, после сварки часто имеют отклонения от размеров, заданных чертежом, из-за сложности определения точной величины остаточных сварочных деформаций. В этом случае необходимы дополнитель ные операции, например правка или термофиксация, что удорожает и усложняет процесс обработки детали, так как требуется дополнительная оснастка. Деформация сварного соединения после сварки, применение правки и термофиксации ухудшают качество сварного соединения, Целью изобретения является повышение качества сварного, соединения, удешевление оснастки и упрошение процесса обработки.

Для этого, согласно изобретению,в процессе деформирования в кромках детали создают пластическую деформацию укорочения, равную 0,15-0,20%, путем нагрева до тем580965 иературы потери сопротивления пластическо му деформированию и в участке, примыкающем к наггеваемой зо"е, создают пластическую деформацию удлинения, равную по величине.. пластической деформации укорочения,".

Технология способа состоит в следующем.

Детали, подлежащие сварке, устанавливают в ооликах раскатной машины. Давлением роликов с одновременным их вращением ip

Пластически деформируют детали на участках, прилегающих к их кро . сам, При этом с помощью, чапример, сварочной горелки нагревают кромки деталей до температуры потери сопротивления пластическому деформированию,1 осуществляя укорочение их на 0,15-0,20% при охлаж."ении. Величина давления роликов

Hp свариваемые детали выбирается такой, чтобы деформация удлинения была равна деформации укорочения кромок после нагрева, 20

При такой термомеханической обработке на кромках деталей появляются растягивающие напряжения, близкие к сварочным, а в зонах деталей, прилегающих к кромкам, — уравновешивающие их активные сжимающие напряжения.

На чертеже приведена эпюра распределения взаимно уравновешенных деформаций, полученных при использовании предлагаемого способа. 30

В результате термомеханической обработки в детали появляется поле напряжений, определяемое площадями пластических деформаций удлинения ЕВСД (от про эта роликами) и укорочения AB (от нагрева горелкой и последующего охлаждения), Плоское сечение не меняет своего по ложения О-О. Величина деформации a" должна быть равна 0,15-0,20% длины обрабаты.. ваемых кромок.

Плоское сечение детали не меняет своего полот ения и после сварки, так как при повторных нагревах деформации незначительны. Режим термомеханической обработки под» бирается в зависимости от толщины и марки

45 материала.

Пример, При сварке тонкостенных профилей из титанового сплава ОТ-4 с толщиной стенки - 0 мм нагрев кромок до о 50 температуры 850-900 С на ширине 50 мм осушествпяют сварочной горелкой при токе

120 150 А с напряжением на дуге 9-10 В

Диа етр вольфрамового электрода 3,0 мм, расход аргона 8-10 л/мин.

Одновременно прилегающую к кромкам зону на расстоянии 5-8 мм подвергают плас. тическому деформированию роликами при давлении 6-8 т со скоростью прокатки

18 м/час. Образцы погле термомехани l вской обработки cBQpHBKQT

Сравнивались сзтаточные деформации в образцах, прошедших перед сваркой термомеханическую обработку, и в образцах, сваренных в состоянии поставки.

Укорочение образцов после термомеханической обработки и сварки отсутствовало, в то время как в образцах, сваренных в сост.-чнии поставки, наблюдалось укорочение на 0,15%, вызывающее значительные затруднения при изготовлении длинномерных конструкций, Использование описанного способа исключает необходимость разработки сборочносварочной оснастки, в частности, с механиз ами растяжения или фиксации деталей под сварку, разработки технологии сварки с указанием последовательности нал ожения швов и ряда других подготовительных операций.

Формула изобретения

Способ уменьшечия остаточных сварочных деформе ций, по которому до сварки края детали подвергают пластическому деформированию, о т л и ч а ю ш и и с ч тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, удешевления оснастки и упрощения процесса обработки, в процессе деформирова ния в кромках детали оздают пластическую деформацию укорочения, равную О, 15-0,20%, путем нагрева до температуры потер.- сопротивления пластическому деформированию и в участке, примыкающем к нагреваемой зоне, создают пластическую деформацию удлинения, равную по величине пластичсской деформации укорочения.

Источники информации, принятые во внимание при эксперт юе:

1. Справочник по сварке. Под ред..

Винокурова В, А. Т,3., М,, 1970, с. 181.

Составииииь Л. Назарова

Редактор Г. Котелыкий Техредй Климко Корректор П. Макаревич

Заказ 4473/11 Tspaa 12О7 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Nsaaetpos СССР по делам изобретений и открытий

113095 Москва, Ж-ЗВ, Раушскаа иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектиаи, 4