Способ уменьшения остаточных деформаций и напряжений

 

Союз Советскик

Социалистических

Респубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ („)946858 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.02.80 (21) 2887070/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

В 23 К 28/00

Гееударетееннмй камнтет

Опубликовано 30.07.82. Бюллетень № 28 (53) УДК 621.791..011 (088.8) пв делан изобретений и етнрмтий

Дата опубликования описания 05.08.82

I (72) Авторы изобретения

М. Б. Жуков,,Л. В. Карасева и,Л. В. Вяликов (71) Заявитель (54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

И НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к сварке, в частности к способам предотвращения деформаций и напряжений преимущественно при сварке круговых элементов с тонколистовыми оболочковыми металлическими конструкциями.

Известен способ уменьшения остаточных послесварочных деформаций, по которому в кромках деталей до сварки создают пластическую деформацию укорочения путем нагрева горелкой до температуры потери сопротивления пластической деформации и последующего охлаждения их, а в участке, прилегающем к нагреваемой зоне, путем раскатки роликами, создают пластическую деформацию удлинения, равную по величине пластической деформации укорочения.

Этот способ дает положительные результаты при сварке конструкций с прямолинейными швами (1).

Но при сварке круговыми швами (например, приварка штуцеров, фланцев) этот способ применить нельзя, так как раскатка роликами зоны, прилегающей к кромкам отверстия, вызовет удлинение замкнутых волокон и, следовательно, волнистость конструкции.

Известен способ уменьшения остаточных деформаций и напряжений при сварке круговых элементов тонколистовых конструкций, при которо.л до сварки кромки охватывающей детали отгибают и фиксируют с помощью пластической деформации, обратной сварочной (2).

Недостатком этого способа является то, 1о что для осуществления выштамповки перед сваркой требуется дополнительная операция и специальное оборудование, что значительно увеличивает трудоемкость и удорожает технологический процесс. Кроме того, в,ряде сложных деталей, например в закрытых корпусах сложной формы, не представляется возможным выштамповать края детали около отверстия перед сваркой из-за отсутствия доступа к отверстию или из-за сложности и громоздкости требуемого для

2Ц этого оборудования.

Цель изобретения — упрощение и удешевление технологического процесса изготовления сварных конструкций и расширение его технологических возможностей.

946858

Формула изобретения

Поставленная цель достигается тем, что в способе уменьшения остаточных деформаций и напряжений при сварке круговых элементов, тонколистовых конструкций, при котором до сварки кромки охватываюшей детали отгибают и фиксируют с помощью пластической деформации, обратной сварочной, пластическую деформацию кромки осуществляют путем локального нагрева зоны максимального перегиба охватывающей детали.

На фиг. 1 схематично показан отгиб кромок листовой конструкции перед приваркой штуцера, на фиг. 2 — сварное соединение после сварки.

Предлагаемый способ заключается в следую шем.

Оболочковую тонколистовую (толщиной до 3 мм) конструкцию 1, к которой нужно приварить круговой элемент 2 (штуцер, фланец и т. д.) устанавливают в сборочносварочном приспособлении (не показано).

Ранее опытным путем устанавливают величину усадки кругового сварного шва, а следовательно, и необходимую величину деформации h кромок охватывающей детали (т. е. величину отгиба кромок) перед сваркой и диаметр, 9 максимального перегиба кромок. Затем сварочную горелку 3 устанавливают на линию максимального перегиба кромки со стороны приварки кругового элемента и, перемешая горелку по заданному диаметру 1а, производят локальный нагрев до температуры потери сопротивления пластической деформации материала.

Одновременно с источником локального нагрева и параллельно ему по краю кромки в непосредственной близости от зоны нагрева перемещают отгибаюший инструмент.

Усилие P инструмента на кромку и направлено в сторону, противоположную установке фланца и составляет 5 — 10 кг/мм в зависимости от температуры локального разогрева. Разогрев переводит упругую деформацию кромок от воздействия усилия отгиба в пластическую. Таким образом получают деформацию кромки, обратную сварочной. После этого в отверстие устанавливают круговой элемент и той же горелкой приваривают его по диаметру к листовой детали.

Усадка кругового шва, которая раньше приводила к деформации листовой детали (к прогибу оболочки в направлении ее оси), компенсируется отогнутыми в противоположную сторону кромками, и после сварки оболочковая листовая конструкция не имеет деформации.

Пример. Для приварки фланца диаметром 90 мм к оболочковой конструкции из стали 1Х18Н10Т толщиной 1,5 мм последнюю устанавливают в сборочно-сварочном приспособлении и фиксируют прижимами.

Зо

4

Предварительно на образце из того же материала определяют величину усадки кругового шва заданного диаметра и определяют величину предварительной деформации кромок, т. е. диаметр максимального перегиба кромок и величину их отгиба h.

B данном случае это (а = 110 мм и h = 5 мм.

Затем сварочной горелкой, перемещая ее по диаметру 1100 мм, на режиме 3 = 70 а и скорость перемешения 4 м/с производят нагрев линии максимального перегиба кромок до температуры — 450 С. Одновременно с горелкой по краю кромок, т. е. по диаметру 90 мм, перемещают отгибаюший инструмент с усилием 7 кг/мм2 . Таким образом получают отгиб кромок на величину

5 мм с максимальным перегибом по диаметру 110 мм. Затем устанавливают фланец g == 90 мм и производят прихватку и сварку. на режиме 3 = 90 а, Ъсв = 8 м/ч.

Усадка сварного шва компенсируется отгибом кромок, и сварное соединение не имеет послесварочной деформации.

Использование предлагаемого способа включает необходимость применения дополнительного технологического процесса выштамповки сферической поверхности, проектирования и изготовления специального оборудования. Следовательно, уменьшается стоимость сварных узЛов, увеличивается производительность их изготовления и повышается их качество. Кроме того, появляет ся возможность качественной сварки фланцевых деталей с закрытыми корпусными узлами.

Предлагаемый способ может быть использован в ремонтных работах.

Способ уменьшения остаточных деформаций и напряжений при сварке круговых элементов тонколистовых конструкций, при котором до сварки кромки охватывающей детали отгибают и фиксируют с помощью пластической деформации, обратной сварочной, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления технологического процесса изготовления сварных конструкций и расширения его технических возможностей, пластическую деформацию кромки осуществляют путем локального нагрева зоны максимального перегиба охватываюгцей детали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 580965, кл. В 23 К 28/00, 1977.

2. Справочник по сварке Г1од ред. В. А. Винокурова. 1. 1 М., «Машиностроение», 1970 с. 181 (прототип) .

946858

Составитель Т. Сорокина

Редактор А. Фролова Тех ред А. Бойкас Корректор А. Дзятко

Заказ 5423 23 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оч крытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4