Способ снижения остаточных напряжений и деформаций в сварных конструкциях

 

Союз Соаетскин

Социапнстическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i> 897441

l

Ф с (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 12 ° 12 ° 79(21) 2887200/25-27 (5 I ) M. Кл.

В 23 К 28/00 с присоединением заявки ЛеГасударственный квмитет

СССР (23) Приоритет ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 15. 01 . 82. Бюллетень Ле 2.

Дата опубликования описания 1 5 . 01 . 82 (53) УДК 621.791. .011(088.8) Г.И.Лащенко, Г.П.Демьяненко и Г.Ф.Са (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный проектно-конструкторский и сварочного производства (54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

И ДЕФОРМАЦИЙ В СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

I

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способам снижения остаточных напряжений и деформаций в сварных конструкциях, и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций, преимущест- венно в машиностроении и строительстве.

Остаточные напряжения и деформации, возникающие при сварке металлоконструкций, оказывают заметное влия- ние на снижение служебных характеристик сварных базовых деталей (стабильность геометрических размеров с течением времени, сопротивление хрупкому разрушению, коррозионную стойKOCT b u T ° AP ° ) °

Известные способы снижения остаточных напряжений и деформаций {с помощью вибронагружения, ультразвуковой обработки, термоциклической обработки и др.), позволяющие заметно снизить цикл и трудоемкость обработки (1).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ снижения остаточных напряжений и деформаций в сварных конструкциях, согласно которому сварные конструкции устанавливают на виброизолирующие опоры и воздействуют вибронагружением 2 .

Сущность известного способа заключается в том, что в сварных конструкциях после сварки создают переменные напряжения 1-5 кг/мм с помощью механических вибраторов. В целях повышения эффективности снижения напряжений вибрирование, как правило, осуществляется на резонансных или близких к резонансным частотах в течение 3-45 мин. Виброобработка на других частотах менее эффективна и приводит к удлинению цикла обработки. Известно, что собственная частота колебаний конструкции повышается с увеличением жесткости и уменьшением длины детали. Поэтому для об89744

/ 4Ь е л и„ з

18ЕЗ вЂ” ь. Р (2) Б а.

1и работки деталей повышенной жесткости (высокая частота собственных колебаний)а резонансном режиме требуются вибраторы большой мощности с высокой. частотой колебаний, вследствие чего возникает ряд сложностей при разработке таких вибраторов, а частота колебаний, создаваемых существующими устройствами, как правило, не превышает 100-120 Гц ° 1Î

Цель изобретения - повышение эффективности снижения остаточных напряжений и деформаций при упрощении конструкции оборудования для вибро1обработки. 15

Поставленная цель достигается тем, что в способе снижения остаточных напряжений и деформаций в сварных конструкциях, согласно которому сварные конструкции устанавливают на МО виброизолирующие опоры и воздействуют вибронагружением, сварные конструкции перед их установкой на виброизолирующие опоры жестко соединяют между собой в систему, частота собст- д венных колебаний которой ниже частоты собственных колебаний каждой иэ сварных конструкций.

При этом на систему сварных конструкций воздействуют вибронагружением в середине системы.

С целью повышения равномерности снятия остаточных напряжений и деформаций на систему сварных конструкций воэ" действуют вибронагружением в местах сое-, 3$ динений отдельных сварных конструкций.

Способ снижения остаточных напряжений и деформаций в сварных конструкциях осуществляют следующим образом, Сварные конструкции жестко соединяют между собой в систему, частота собственных колебаний которой ниже

45 частоты собственных колебаний отдельно взятой сварной конструкции, и систему устанавливают на виброизолирующие опоры, после чего на систему устанавливают общий вибратор или в местах соединений отдельных сварных конструкций устанавливают отдельные вибраторы для повышения равномерности снятия остаточных напряжений и деформаций сварных конструкций. Систему остаточных сварных конструкций подвергают вибронагружению и после снятия остаточных напряжений и деформаций систему снимают. с виброиэоли1 ф рующих опор и разбирают на первоначальные сварные конструкции.

На фиг. 1 изображена схема вибронагружения системы сварных конструкций одним вибратором, на фиг. 2 — то же, в местах соединений отдельных сварных конструкций; на фиг. 3 - то же, по известному способу.

Схема вибронагружения сварных конструкций состоит иэ деталей, жестко соединенных в систему, которая уложена на виброизолирующие опоры и укрепленного на ней одного или нескольких вибраторов. Систему сварных конструкций подвергают вибронагружению, а затем разделяют на первоначальные составляющие.

Пример. срабатывают предла,ãàåìûè способом балку коробчатого сечения. Собственную частоту f для одной детали определяют по формуле где Е - модуль упругости металла, ! — момент инерции сечения деталии, m — - масса детали;

1 — длина детали.

Собственная частота f> для системы из и деталей общей длиной и 1 !

Уменьшение собственной частоты колебаний 1 т.е. для n = 2 и=> А9 и

Таким образом, собственная частота колебаний системы, состоящей из сварных одинаковых конструкций, объединенных по одной оси, снижается пропорционально квадрату количества входящих в систему отдельных сварных конструкций.

За счет роста повторно-переменных напряжений при колебаниях с резонансной частотой эфФективность снижения остаточных напряжений повышается.

8974

Растет также производительность обработки, так как одним вибратором одновременно обрабатывается несколько деталей. Дальнейшее повышение эффективности обработки возможно за счет вибронагружения системы в местах соединения деталей, так как в этом случае можно добиться более равномерного снижения остаточных напряжений по длине детали. 1О

Формула изобретения

1. Способ снижения остаточных напряжений и деформаций в сварных конструкциях, при котором сварные конструкции устанавливают на виброизолирующие опоры и воздействуют вибронагружением, отличающийся 20 тем, что, с целью повышения эффективности снижения остаточных напряжений и деформаций при упрощении конструкции оборудования для виброобработки, сварные конструкции перед их установкой на виброизолирующие опоры

41 4 .. жестко соединяют между собой в систе" му, частота собственных колебаний которой ниже частоты собственных колебаний каждой из этих сварных конструкций.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с л тем, что на систему сварных конструкций воздействуют вибронагружением в середине системы.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыюе,ния равномерности снятия остаточных напряжений и деформаций на систему сварных конструкций воздействуют вибP онагружением в местах соединений от-. дельных сварных конструкций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Недосека А.Я. и др. Эффективность методов снижения остаточных сварочных напряжений.-"Автоматическая сварка", 1974, М 3, с.15.

2. Сагалевич В.M. Методы устранения сварочных деформаций и напряжений, М.. "Машиностроение", 1974, с.109.

897441

Составитель Т.Сорокина

Техред А.Бабинец Корректор М.Демчик

Редактор M. Áàíäóðà

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 11817/16 Тираж 1150 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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