Способ дуговой сварки стыковых соединений

 

1. СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий сборку деталей путем фиксации по крайней мере одной из кромок на номинальном расстоянии от стыка, сварку и последующее совмещение свариваемых кромок в одну плоскость, о тличающийся тем, что, с целью снижения затрат на правку и повышения качества сварного соединения , вдоль свариваемого стыка создают разную жесткость кромок лутем их фиксации на разном расстоянии от свариваемого стыка, при этом одну из свариваемых кромок фиксируют на расстоянии, превышающем номинальное расстояние в 4-5 раз. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что,с Целью снижения затрат при сварке длинномерных швов, в процессе сборки создают разi ную жесткость кромок в зоне максимального . остаточного прогиба. (Л

COOS СОВЕТСКИХ

РЕаЪБЛИК

„,SU„„1117168

В 23 К 28/00; В 23 К 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3454573/25-27 (22) 22,04.82 (46) 07.10.84. Бюл. 9 37 (72) М.Б. Жуков (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 892795, кл. В 23 К 9/ l6, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

В 134782, кл. В 23 К 9/16, 1960 (прототип).(54) (57) 1. СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ

CTblK0BbIX СОЕДИНЕНИЙ, включающий сборку деталей путем фиксации по крайней мере одной из кромок на номинальном расстоянии от стыка, сварку и последующее совмещение свариваемых кромок в одну плоскость, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения затрат на правку и повьппения качества сварного соединения, вдоль свариваемого стыка создают разную жесткость кромок путем ик фиксации на разном расстоянии от свариваемого стыка, при этом одну из свариваемых кромок фиксируют на расстоянии, превышающем номинальное расстояние в 4-5 раз.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что,с целью снижения затрат при сварке длинномерных швов, в процессе сборки создают разную жесткость кромок в зоне максимального. остаточного прогиба.

11171б8

Ф

Изобретение относится к сварке и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известен способ дуговой сварки, при котором детали собирают под сварку со смещением в плоскости стыка, сваривают присадочной проволокой и совмещают кромки деталей, при этом сварку осуществляют присадочной проволокой, температурный интервал эффекта сверхпластичности которой ниже температуры восстановления упругих свойств основного металла, а совмещение кромок деталей производят путем их сдвига вдоль плоскости стыка в температурном интервале сверхпластичности со скоростью деформации, определяемой по формуле

V = (1-3) -10 -, ь где V — скорость деформации;

- время температурного интервала сверхпластичности в сварном шве Pt ).

Недостатком указанного способа является то, что его применение ограничено материалами, имеющими эффект сверхпластичности при сравнительно низких температурах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ дуговой сварки, заключающийся в сборке деталей путем фиксации по

35 крайней мере одной из кромок на номинальном ра.сстоянии от стыка, свар— ке и последующем совмещении сваринае= мых кромок в одну плоскость (2 ).

Недостатком известного способа является то, что увеличение жесткости кромки достигается изгибом в плоскости, перпендикулярной шву, т.е. для создания необходимой местной жесткости деформируют деталь по всей

45 ширине. Для этого необходимо создание специального дорогостоящего оборудования типа известного станка.

Такие затраты являются обоснованными только для наиболее простых узлов типа тонких стыкуемых лент не-50 ограниченной длины. Для подавляющего большинства номенклатуры свариваемых узлов такой подход является неприемлемым из-эа значительных зат55 рат.

Цель изобретения — снижение затрат на правку и повышение качества сварного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу дуговой сварки стыконых соединений, включающему сборку деталей путем фиксации по крайней мере одной из кромок на номинальном расстоянии от стыка, сварку и последующее совмещение снариваемых кромок в одну плоскость, при сборке вдоль свариваемого стыка создают разную жесткость

Кромок путем их фиксации на разном расстоянии от свариваемого стыка, при этом одну из снариваемых кромок фиксируют на расстоянии, превышающем номинальное расстояние в 4-5 раз.

В процессе сборки создают разную жесткость кромок в зоне максимального остаточного прогиба.

На фиг. 1 показано сварное стыковое соединение; на фиг. 2 — обечайка, имеющая прогиб f, в середине шна, выполненная по базовому варианту, на фиг-. 3 — обечайка, выполненная по предлагаемому способу и имеющая два остаточных прогиба Г, причем f, >

Детали 1 прижимами 2 фиксируют к плите 3. Жесткость кромок деталей и показанном сечении различна изза разного расстояния прижимов 2 от центра стыка 00 (а — расстояние от левого прижима 2 до стыка 00, н ра.сстояние от правого прижима 2 до стыка 00) . От сварочного нагрсва происходит подъем кромок, Из-за разной жесткости кромок их подъем происходит на разную высоту. Приподня гые на разную высоту кромки соединяются сварным швом 4 . Кромка, жесткость которой меньше, приподнимается на большую высоту. Кромка, жесткость которой больше, либо остается на месте и прижата к плите 3, либо приподнимается, но на меньшую величину, чем противоположная кромка.

Таким образом, создаются благоприятные условия для сдвига одной кромки относительно другой при их совмещении. Деформация при совмещении является пластической деформацией.

Пластическое деформирование снижает уровень остаточных напряжений в снарном соединении . После совмещения кромки занимают положение пунктирной линии 5. Предлагаемый способ особенно эффективен при правке конструкций с протяженными швами 4

3 111/1

В конструкции типа цилиндрической оболочки, показанной на фиг. 2, целесообразно создать переменную жесткость кромок по середине длины стыка, чем достигается максимальный эффект по уменьшению стрелы прогиба f„ . Поэтому, при сварке конструкций с протяженными швами в процессе сборки создают переменную жесткость кромок на участке макси- . мального отклонения формы узла после измерения остаточных деформаций.

В результате прогиб f распределяется на два значительно меньших прогиба Г (фиг. 3).

Пример 1. При сборке листовых деталей встык в приспособлении клавишного типа УСПО устанавливают прижимные клавиши на разном расстоянии от стыка деталей при сбор- 20 ке, причем одну кромку фиксируют клавишами на номинальном расстоянии от стыка.

Под номинальным расстоянием места фиксации детали от стыка обычно понимают минимально возможное расстояние, определяемое экспериментально в зависимости от способа свар ки, свариваемого материала, толщины деталей, габаритов горелки и т.п.

Номинальное расстояние указывается в справочной литературе по сварке и инструкциях.

Другую кромку фиксируют на другом расстоянии от стыка, превышающем в 4-5 раз номинальное расстояние.

В условиях лаборатории опробован также способ фиксации кромок с помощью прижимных роликов качения, установленных непосредственно в зоне дуги с номинальным расстоянием между роликами, равным 2 диаметрам вольфрамового электрода (по базовому варианту и по предлагаемому способу), когда один ролик расположен от стыка на расстоянии, в

5 раз превышающем номинальное.

Результаты исследований по пп. 1 и 2 сведены в таблицу.

Снижение затрат достигается тем, что объем правки сокращен.

Как видно из таблицы (п. 1а, б) использование способа по и. 1 фор мулы позволяет снизить трудоемкость правки примерно в 3 раза.

Согласно формулы п. 2 sa счет (п. 1в таблицы) сокращения протяженности участков правки трудоемкость снижена в 5 раз.

Контроль превышения одной кромки относительно другой осуществляют путем остановки процесса правки, прекращения горения дуги и измерения смещения, например, щупом непосредственно перед швом. Измерения выполняют на незаваренной части соединения. Затем процесс возобновляют и заваривают шов окончательно. Такой контроль может выполняться как на образцах-свидетелях, так и на серийных деталях.

Таким образом, создавая переменную жесткость кромок в заранее установленном месте, обуславливают условия для последующей эффективной правки путем совмещения кромок.

В конструкциях с разнотолщинными деталями при сварке в стыке целесообразнее создавать в процессе сборки меньшую жесткость со стороны более тонкой детали, так как последующий сдвиг кромок проще осуществить, сдвигая кромку более тонкой детали относительно кромки более толстой детали. При сварке тепло более интенсивно концентрируется в детали с худшей теплопроводностью материала, поэтому создание меньшей жесткости со стороны этой детали способствуют более эффективному относительному сдвигу кромок. Положительные результаты были получены при сварке пластин из сочетания сталей

1Х18Н10Т и малоуглеродистой сталью.

Пример 2. Свариваются пластины толщиной 3,0 мм, длиной

1,5 мм, шириной 200 мм из алюминиевого сплава 120I в клавишном приспособлении типа УСПО.

Расстояние от кромки клавишей до стыка составляет 4-5 мм. В центральной части приспособления в том месте, где остаточный ожидаемый прогиб должен достигнуть наибольшей величины, три клавиши были сдвинуты от стыка таким образом, что расстояние от кромки клавиша до стыка составляет 20 мм. Кромка в этом листе имеет значительно меньшую жесткость, чем на соседних участках собранных деталей. Поэтому после сварочного нагрева эта кромка приподнимается над другой, происходит ее Сдвиг относительно противолежащей кромки.

Величина сдвига составляет 1,52,0 мм.

После остывания проколачиванием осаждают сдвинутую кромку в исходt 117168 остаточных прогиба 4-4,5 мм на расстоянии 300-350 мм от торцов.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа сокращает5 ся объем работ по правке на 60-80% по сравнению с базовым (существующим на заводе технологическим проJ цессом), что приводит к снижению затрат на изготовление.

Номинальное расстояние фиксаторов до стыка (клавиш роликов), мм

Трудоемкость правки, н/ч

ФР и/п

Содержание операции

7,0

1,2

7,0

Прожег детали

Нет смещения кромки ное положение и тем самым совмещают кромки деталей. Проколачивание осуществляют в сварочном приспособлении. Остаточный прогиб в месте правки отсутствует. вместо максимального остаточного прогиба, равного

25 мм, в середине длины шва, получаемому при сварке по базовому варианту, сварной узел получает два

Сварка автоматическая труб из стали 1Х18Н10Т, диаметром 60 мм, толщиной 1,5 мм, длиной

1800 мм в установке клавишного типа СПТ-4 а) клавиши смещены относительно стыка на участке длиной

1800 мм б) по базовому варианту в) клавиши смещены на участке максимального прогиба, т.е. по середине трубы на участке длиной 100 мм

Сварка автоматическая алюминиевых листов длиной

400 мм, толщиной 2,0 мм с использованием прижимных роликов

a) по базовому варианту б) по предлагаемому способу в) по предлагаемому способу

r) по предлагаемому способу

Расстояние фиксаторов (клавиш роликов) до стыка по предлагаемому способу, мм

1117168

Составитель Ю. Мельцов

Редактор Н. Яцола Техред Т.дубинцак Корректор Е. Сирохман

Заказ 7118/10 Тираж 1036 Под пи с н се

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4