Способ сварки кольцевых швов оболочковых конструкций
СПОСОБ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ ОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий деформирование свариваемых кромок и сварку вертикально расположенным электродом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения трудоемкости, деформацию в свариваемых кромках создают в процессе сварки путем непрерывной овализации свариваемых торцов в упругой области деформации, располагая большую ось образующегося овала под углом cL 30-45° к оси электрода, величину овализации задают из соотношения ,, D ЛВ мм. коэффициент, учитьшающий где К пластические свойства свариваемого металла (К 0,10 ,5), D - диаметр свариваемых деталей, мм, сГ - толщина свариваемых деталей, мм, а электрод располагают в верхней (Л зоне растянутых кромок, находящейся между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала. ел со -ч1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (l9) () I ) 4()) В 23 К 31/06 28/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3671414/25-27 (22) 13. 12 ° 83 (46) 07.06.85. Бюл. ¹ 21 (72) N.Б.Жуков и Л.В.Карасева (53) 62 1.791 75.02(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 572351, кл. В 23 К 28/00, 1977.
Справочник по сварке. Под ред.
В.А.Винокурова. Т. 3, 1970, с, 181. (54) (57) СПОСОБ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ
ШВОВ ОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий деформиров ание сваривае) ых кромок и сварку вертикально расположенным электродом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения трудоемкости, деформацию в свариваемых кромках создают в процессе сварки путем непрерывной овализации свариваемых торцов в упругой области деформации, располагая большую ось образующегося овала под углом с = 30-45 к оси электрода, величину
I овализации задают из соотношения
dD=К вЂ” мм, D
Ъ где К вЂ” коэффициент, учитывающий пластические свойства свариваемого металла (К = О, 10,5), D — диаметр свариваемых деталей, мм, d — толщина свариваемых деталей, мм, а электрод располагают в верхней зоне растянутых кромок, находящейся между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала.
1159740 г
Изобретение относится к сварке преимущественно тонкостенных конструкций с минимальными остаточными деформациями, в частности к способу сварки кольцевых швов оболочковых конструкций и может быть использовано в различных отраслях промышленности.
Цель изобретения — повышение производительности иснижение трудоемкос- 1р ти изготовления сварных конструкций.
Указанная цель достигается тем, что электрод располагают в верхней зоне растянутых крсчок, находящейся между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала.
На чертеже представлена схема реализации способа, разрез по свариваемому стыку.
Способ осуществляют следующим 2б образом.
Между роликами 1 и 2 устанавливают свариваемые детали 3. Затем сближают ролики 1 и 2 в положение
1 и 2 до образования овала сва25 риваемыми кромками деталей 3 . Дефор мацию овалиэации производят в упругой деформации на величину D = — (D < — Р ), à D определяют из соотношейия
40= Кв где D — - диаметр свариваемых деталей (известен), д" — толщина свариваемых деталей (известна), К - коэффициент, учитывающий пластические свойства свариваемого металла, К = О, 10,5. 40
В
Проведенные эксперименты показали, что для металлов с малой пластичностью К = 0,1-0,2, а для пластичных материалов К 0,3-0,5. Если для: хрупких материалов (например углеродистых сталей с высокой прочностью) взять К больше 0,2, то деформация выходит эа область упругой и при снятии нагрузки овал не возвращается к первоначальному диаметру, кроме того наблюдается растрескивание кромок деталей. Если же для хрупкого материала К взять меньше О, 1 то растяжения кромок недостаточно, чтобы предотвратить усадку шва и свариваемый узел имеет остаточную деформацию. Однако для пластичных материалов (например нержавеющих сталей) К не должно быть меньше 0,3, так как в.противном случае растяжение кромок мало и не предотвращает усадки, которая на пластичных материалах больше. Если же К будет больше 0,5, то деформация кромок выходит эа упругую и детали теряют форму кольца.
Когда устанавливают hD, становится известно на какую величину овалиэовать свариваемые кромки для данного материала и размеров деталей.
Ролики 1 и 2 сближают на расстояние й0 и овализируют стык деталей. Затем детали перемещают вместе с роликами так, чтобы большая ось овала составила с вертикальной осью угол а(,=
30-45 . При угле с меньше 30 вертикально расположенная горелка находится вблизи вершины овала, следовательно, остывающий металл шва проходит зону спада растягивающих напряжений, Лучший эффект предотвращения усадки сварного шва выявляется тогда, когда естывающий от высоких температур металл шва находится в зоне возрастающих растягивающих напряжений от овализации. В противном случае наблюдается остаточная деформация после сварки. Если же угол с между вертикальной и большой осью овала больше 45, то горелка находится в самом начале растягивающих напряжений, когда они еще очень малы и металл шва эакристаллизуется раньше, чем достигнет нужных растягивающих напряжений. Следовательно, усадка шва не будет предотвращена. А переместить горелку в этом случае в зону больших растягивающих напряжений нельзя, так как свариваемые кромки по отношению к горелке располагаются под углом, жидкий металл стекает, что вызывает плохое формирование шва. После того, как .большую ось овала располагают под углом с = 30—
45 в вертикальной оси, горелку располагают в верхней зоне растянутых кромок, находящейся между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала так, что участок свариваемых кромок перпендикулярен вертикально расположенной горелке .
Затем зажигают дугу, роликам сообща- . ют вращающееся движение и начинают сварку. В процессе сварки производят овалиэацию всех последующих участков
Составитель Н).Мельцов
Редактор И.Дербак Техред С.йавжий Корректор М.Пожо
Заказ 3646/13 Тираж 1086 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
3 1159 стыкуемых кромок, а кристаллизующийся металл шва и разогретые свариваемые кромки испытывают деформацию растяжения, обратную усадочной. Это предотвращает усадку сварного соединения, а значит и остаточную деформацию.
H p и м е р.. При автоматической аргоно-дуговой сварке кольцевого шва диаметром 100 мм обечайки из стали tp
Х18Н10Т толщиной 1,5 мм степень овализации определяют по формуле:
ЬВ=К = 22мм.
Для нержавеющих стелей К = 0,3. Сва- 1 риваемые деталй устанавливают на ролики сборочно-сварочного стенда, прихватывают и овализируют, сближая ролики на величину л0 = 22 мм. Затем устанавливают узел с роликами так, чтобы большая ось овала находилась относительно вертикальной оси а под углом Ы -" 40 .,Горелку устанавливают на горизонтальном участке растянутых кромок, находящемся между д этими осями. Зажигают дугу и сообщают вращение роликам. Сварку проводят при режиме I = .90 А, Ч = 10м/ч.
Сваривают кольцевые швы диаметром
60. 80 мм.
Сварные узлы, выполненные пред30 лагаемым способом, в основном не име>40 4 ют остаточных деформаций или имеют незначительные отклонения в пределах допустимых инструкциями без исправления. Трудоемкость изготовления сварных конструкций предлагаемым способом снижается на 507 по сравнению с базовым, согласно которому детали перед сваркой подвергают выштамповке свариваемых кромок. Величину вйштамповки определяют величиной усадки сварного узла, которую проводят предварительно без выштамповки кромок. После вышамповки детали устанавливают в сборочно-сварочное приспособление и производят прихватку и сварку на том же режиме.
По известному способу гораздо слож-нее подобрать величину выштамповки, приходится сваривать несколько узлов прежде, чем экспериментально определяют нужный размер. Затем изготавливают .оправку, причем для каждого диаметра узла и его толщины величина выштамповки другая, а следовательно и другая оправка.
Выштамповку производят в другом цехе, детали нужно транспортировать туда и обратно на сварку. Все перечисленное в большой степени увеличивает трудоемкость, снижает производительность изготовления сварных узлов и повышает их стоимость.
