Способ ультразвуковой обработки сварных швов

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

О П И С А Н И Е ()683873

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЯДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-в (22) Заявлено 31.01.77 (21) 2469402/25-27 (5l) М Кл.-

В 23 К 28/00 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комнтет

СССР оо делам нзоорвтвннй н отнрытнй

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень № ЗЗ

Дата опубликования описания 15.09.79 (53) УДК 621.79). .015(088 8) (72) Авторы изобретения

В. M. Сагалевич, В. Г. Федоров, Ю. A. Янченко, Г. Ю. Макушин и В. Н. Виноградов

Московское ордена, Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (71) Заявитель (54) СПОСОБ УЛЪТРЛЗВУКОВОЛ ОБРАБОТКИ

СВЛРНЫХ ШВОВ

Изобретение относится к сварке, а именно к способам обработки сварных швов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при производстве сварных конструкций.

В современном машиностроении для изготовления ответственных сварных конструкций применяются высокопрочные и корро- зионностойкие легированные стали, сразу после сварки которых или в процессе вылеживания образуются холодные трещины, приводящие к разрушению изделий.

Известен способ обработки сварных швов ультразвуком (1). Однако после такой обработки не повышается сопротивляемость возникновению и распространению холодных трещин сварных конструкций.

Известен также способ ультразвуковой обработки сварных швов, наиболее б.шзкий к данному изобретению по технической сущности, по которому одновременно с ультразвуковой обработкой осуществляют статическое нагружение сварного шва (2).

При таком способе применяют режим: — статическое усилие 5 кгс (при диаметре торца волновода 1 см давление составляет 6,4 кгс/см );

2 — амплитуда колебаний торца волновода на холостом ходу 25 — 30 мкм; — скорость обработки 9,6 и 4,5 и/час; — частота 20 кгц.

Однако и после обработки таким способом сопротивляемость возникновению и распространению холодных трещин в сварных конструкциях из высокопрочных и коррозионностойких легированных сталей не повышается.

Целью изобретения является повышение сопротивляемости возникновению холодных трещин в сварных конструкциях из высокопрочных и коррозионностойких легированных сталей.

Для этого обработку выполняют по сле5 дующему режиму: статическая нагрузка 40 — 50 кгс;

o ìïëèòóäÿ колебаний торца волновода на холостом ходу 60 — 65 мкм; — скорость обработки 18 — 20 и/час; — частота колебаний 18 — 22 кгц.

20 Чертеж иллюстрирует данное изобретение.

Инструментом для обработки служит магнитострикционный преобразователь 1 с экспоненциальным волноводом 2, перемеща683873 емый Ito смазанному машинным маслом сварному шву и прижимаемый к нему статическим усилием Рс . Использование статической нагрузки выше 40 — 50 кгс невозможно из-за появления изгибных колебаний волновода, отрицательно сказывающихся на его работоспособности. Меньшие нагрузки положительного эффекта не дают. Применение амплитуды колебаний торца волновода на холостом ходу выше 60 — 65 мкм приводит к быстрому износу волновода, а ниже

60 — 65 мкм — к снижению эффекта воздействия ультразвука.

Скорость ооработки выше 18 — 20 м/час приводит также к снижению эффекта воздействия ультразвуковых колебаний, а ниже 18 — 20 м/час к неоправданно малой произ- 1 водительности процесса обработки.

Изменение частоты от 10 до 80 кгц не сказывается на эффекте воздействия, частота определяется резонансной частотой магнитострикционного преобразователя.

Вследствие введения энергии ультразвуковых колебаний в сочетании со статическим давлением по данному режиму ускоряются процессы релаксации остаточных сварочных напряжений, повышается сопротивляемость трещинообразованию.

/7ример. Проводи, паса техническая обработка образцов 140 мм из стали 2Х13 толшиной 2 мм и стали ЗОХГСА толшиной

2,5 мм по режиму: — стати ческое усилие Π— 50 кгс (давление при диаметре торца волновода

1 см составляет Π— 64 кгс(м ); — амплитуда колебаний торца волновода на холостом ходу !0 — 65 мкм; — скорость обработки 2 — 30 м/час; — частота 18 — 22 кгц.

В качестве источника ультразвуковых колебаний использовался магнитострикционный преобразователь 1 типа ПМС-15А — !8 с экспоненциальным волноводом 2, который прижимался статическим усилием Р, к сварному образцу 3 в зоне шва. ао !

1од воздействием ультразвуковых колебаний обрабатываемая зона нагревалась до

80 C. Для получения сравнительных данных параллельно с обработанными согласно прилагаемому способу сварными швами 4ю были испытаны на сопротивляемость возникновению и распространению холодных трещин необработанные сварные образцы и образцы, обработанные известным способом

Сварные образцы были испытаны по схеме нагружения круглой пластинки, жестко закрепленной по контуру, равномерно распределенной нагрузкой с помощью устройства ЛТП 2 — 5.

Во всех группах образцов, согласно принятой методике испытаний, фиксировалось максимальное давление, при котором сварные образцы не разрушались под нагрузкой в течении суток.

Данный способ обработки сварных швов позволил повысить сопротивляемость возникновению и распространению холодных трещин в сварных конструкциях из высокопрочных и коррозионностойких легированных сталей в 3 раза по сравнению с аналогичным показателем необработанных или обработанных по известному способу сварных конструкций.

Вместе с тем в сварных конструкциях произошло снижение остаточных сварочных напряжений и деформаций на 20 — 25 /р, повысилась стабильность размеров сварных конструкций, улучшилось. качество поверхности сварных швов, снизилась концентрация напряжений.

Формула изобретения

Способ ультразвуковой обработки сварных швов преимущественно из высокопрочных и коррозионностойких легированных сталей, при котором одновременно с ультразвуковой обработкой осуществляют статическое нагружение сварного шва, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивляемости возникновению холодных трещин, обработку выполняют по следующему режиму: — статическая нагрузка 40 — 50 кгс; — амплитуда колебаний торца волновода на холостом ходу 60 — 65 мкм; — скорость обработки 18 — 20 м/час; — — частота колебаний 18 — 22 кгц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полоцкий М. Г. и др. Снижение остаточных сварочных напряжений ультразвуковой обработкой. «Автоматическая сварка», _#_e 5, 1974, стр. 74 — 76.

2. Сагалевич В. М. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений М., 1974, с. 113 — 125.

683873 cm

Редактор Н. Вирко

Заказ 5192/8

Составитель Л. Назарова

Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Тираж 1222 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал П П П «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4