Способ дуговой односторонней сварки

 

Изобретение относится к области сварки, в частности к автоматической и ручной дуговой сварке металла малых толщин. Цель изобретения - снижение трудоемкости производства сварных конструкций, увеличение срока службы сборочно-сварочной оснастки и устранение продольного прогиба сварного соединения. Изобретение состоит в том, что при односторонней сварке листов производят совмещение центра тяжести поперечного сечения зоны пластических деформаций металла со срединной поверхностью свариваемых листов путем формирования выпуклости с обратной стороны сварного шва, размеры которой определяют из соотношения FO . . ад+Ь,-Ьо/125 , где Рд, F - соответственно площади поперечного сечения выпуклостей с обратной и лицевой сторон шва; а, а - соответственно расстояния от центров тяжести поперечных сечений выпуклостей с обратной и лицевой сторон шва до срединной поверхности свариваемых листов; Ь, Ъц ширина i зоны пластических деформаций металла с обратной и лицевой сторон шва соW ответственно; 8 толщина свариваемйх листов. Формирование вьтуклосС ти с обратной стороны шва осуществляют путем использования подкладки с формирукицей канавкой. Для этого также используют отбортовку кромок на определенную величину. Металл отбортовки удерживает сварочную ванну от вытекания и позволяет снизить величину продольного прогиба, когда применение оснастки невозможно. 2 з.п. ф-Лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5!)4 В 23 К 28 00 33/00

«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3933410/25-27 (22) 17. 07. 85 (46) 07.12.86. Бюл. У 45 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) И, М, Жданов, В. Н. Нифаитов, Б, В, Медко, В, В. Лысак и С. Б. Матюнин (53) 621.791.75.011(088.8) (56) Винокуров В. А, Сварочные деформации.и напряжения, М,: Машиностроение, с. 199, 200, Авторское свидетельство СССР

В 1058754, кл. В 23 К 37/06, 1981, (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ ОДНОСТОРОННЕЙ

СВАРКИ (57) Изобретение относится к области сварки, в частности к автОматической и ручной дуговой сварке металла малых толщин. Цель изобретения - снижение трудоемкости производства сварных конструкций, увеличение срока службы сборочно-сварочной оснастки и устранение продольного прогиба сварного соединения. Изобретение состоит в том, что при односторонней сварке листов производят совмещение центра

„,Я0„„! 274888 А1 тяжести поперечного сечения зоны пластических деформаций металла со срединной поверхностью свариваемых листов путем формирования выпуклости с обратной стороны сварного шва размеры которой определяют из соотношения Р а =Р„a„+b„-b /12 о где Fä, P соответственно площади поперечного сечения выпуклостей с обратной и лицевой сторон шва a ° а — соответственно расстояния от

A центров тяжести поперечных сечений выпуклостей с обратной и лицевой сторон шва до срединной поверхности свариваемых листов; Ь, bz — ширина зоны пластических деформаций металла с обратной и лицевой сторон шва соответственно; g — толщина свариваемых листов. Формирование выпуклости с обратной стороны шва осуществляют путем использования подкладки с формирующей канавкой, Для этого также используют отбортовку кромок на определенную величину. Металл отбортовки удерживает сварочную ванну от вытекания и позволяет снизить величину продольного прогиба, когда применение оснастки невозможно, 2 з,п, ф-рты, 3 ил, 4888 з выпуклости с лицевой стороны шва 5, При односторонней сварке металла небольших толщин поперечное сечение эоны пластических деформаций при исключении иэ нее выпуклостей шва с лицевой и обратной сторон имеет форму, близкую к форме равнобедренной трапеции, большее основание которой располагается на лицевой поверхности

10 свариваемых .нистов.

Тогда условие совмещения центра тяжести поперечного сечения зоны пластических деформаций со срединной поверхностью листов в системе

15 координат с центром О, располагающимся на срецинной поверхности, запишется

127

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при автоматической и ручной дуговой сварке стыковых швов, выполняемых с одной стороны на металле толщиной

0,5-3,0 мм, Целью изобретения является уменьшение сварочных деформаций путем совмещения центра тяжести поперечного сечения зоны пластической деформации металла со срединной поверхностью свариваемых листов.

На фиг. 1 показано поперечное сечение зоны пластических деформаций сварного соединения, центр тяжести которой совмещен со срединной поверхностью свариваемых листов, путем формирования выпуклости с обратной стороны шва; на фиг. 2 — схема определения размеров формирующей канавки, 20 обеспечивающей совмещение центра тяжести поперечного сечения зоны пласти веских деформаций со срединной поверхностью свариваемых листов; на фиг. 3 — схема определения величины отбортовки и ее размещение, обеспечивающее совмещение центра тяжести поперечного сечения зоны пластических деформаций со срединной поверхностью свариваемых листов.

Способ заключается в следующем.

Неравномерность ширины эоны пластических деформаций металла 1 по толщине при односторонней сварке приводит к смещению центра тяжести по1 перечного сечения этой зоны, являющегося точкой приложения результирующей действующих в ней внутренних усилий, относительно срединной поверхности 2 свариваемых листов, что является одной из причин продольного .прогиба сварного соединения, Для снижения величины продольного прогиба производят совмещение центра тяжести поперечного сечения зоны пластических деформаций 1 со срединной поверхностью 2 свариваемых листов путем формирования во время сварки выпуклости с обратной стороны сварного шва 3 таких размеров, которые обеспечивают это совмещение ° Раэмегде Ро, F„соответственно площади поперечных сечений выпуклостей шва с обратной и лицевой сторон; а, а — соответственно расстояния от центра тяжести выпуклостей шва с обратной и лицевой сторон до срединной поверхности свариваемых листов;

F — часть зоны 6 пластических деформаций, наличие которой обусловлено неравномерностью нагрева

35 листов по толщине (фиг, 1);

h - толщина листов.

Размеры выпуклости с обратной стороны шва, обеспечивающей снижение

40 продольного прогиба, определяются из соотношения

45 где Ь„, Ь вЂ” ширина эоны пластических деформаций с лицевой и обратной .сторон сварного соединения.

Выпуклость с обратной стороны ука"

50 занных размеров может быть сформирова" на путем использования подкладки 7 с канавкой 8, размеры которой определяют из выражения

Ъ|-bo < 2

55 F (а+ -)-=F а+ — — — о

K к 2 л A 12 в ры поперечного сечения выпуклости с обратной стороны шва определяют иэ условия совмещения центра тяжести 4

/ поперечного сечения зоны пластических деформаций 1 со срединной поверхностью 2 свариваемых листов при известных размерах названной зоны и

Ъя -bo

F a=F а+ — — — ° o о 4 4 12 ° где F — площадь поперечного сечения канавки;

1274888 4 отбортовки с обратной стороны стыгде h — - величина отбортовки, размещение ее с обратной стороны стыка и нагрев при сварке до температур, лежащих в диапазоне от температуры утраты металлом упругих свойств до температуры плавления, При этом металл отбортовки удерживает сварочную ванну от вытекания и позволяет снижать величину продольного прогиба в условиях, когда применение какой-либо оснастки затруднено или невозможно.

Пример. Сваривали листы из сплава АМг6 толщиной 2 мм неплавящимся электродом в среде аргона, Сварочный ток 135 А, скорость сварки 17,2 м/ч. Поперечный прогиб устраняли при сборке, Ширина зоны пластических деформаций, определенная с помощью механического деформометра, составила: с лицевой стороны

32 мм, с обратной стороны 28 мм.

Ширина сварного шва с лицевой стороны составляла 8 мм при высоте выпуклости 0,8 мм. Уменьшение величины продольного прогиба производили путем формирования выпуклости с обратной стороны сварного соединения, размеры которой определяли по приведенной выше формуле, считая попереченое сечение. этой выпуклости сегментом с хордой, равной ширине шва с.обратной стороны и составляющей

4,0 мм. Тогда высота выпуклости с обратной стороны составляла 1,6 мм при ширине 4,0 мм. При этом величина стрелки продольного прогиба для стыкового соединения длиной 500 мм составила 0,8 мм и снизилась, по сравнению с базовым вариантом, на

8,5 мм, Такой же результат достигнут и при сварке на весу на указанном режиме по кромкам, предварительно отбортованным на величину, определенную из приведенного выражения и составившую 1,1 мм, при расположении

25

Ь„-Ьо а + — — — о

h 12 е

Fn д

40 ао ал

Ьо °

50 а — расстояние от центра тяжести поперечного сечения канавки до ее поверхности, Другим путем формирования выпуклости с обратной стороны сварного соединения, обеспечивающей снижение продольного прогиба, является выполнение отбортовки кромок 9 на величину, определяемую из выражения

h 3 (h+8)=F а + — — — — 8

Ьл -Ьо и

A ка.

При этом не потребовалось силового воздействия для прижима охлаждающих устройств к поверхности листов и их размещения в непосредственной близости от сварочной дуги, Использование предлагаемого способа сварки позволяет уменьшить сварочные

10 деформации при односторонней сварке, снизить величину продольного прогиба сварного соединения, снизить трудоемкость производства конструкции, увеличить срок службы сборочно-сва "

15 рочной оснастки, Формула изобретения

1, Способ дуговой односторонней сварки, преимущественно тонколистового металла, при котором сварной шов формируют с выпуклостью с лицевой стороны и со стороны корня шва, отличающийся тем, что, с целью уменьшения сварочных деформаций путем совмещения центра тяжести поперечного сечения зоны пластических деформаций металла со срединной поверхностью свариваемых листов, выпуклости с обратных сторон сварного шва формируют с размерами, которые определяют из соотношения соответственно площади поперечного сечения выпуклостей с обратной и лицевой сторон шва; соответственно расстояния от центров тяжести поперечных сечений выпуклостей с обратной и лицевой сторон шва до серединной поверхности свариваемых листов; ширина зоны пластических деформаций металла с обратной и лицевой сторон шва соответственно; толщина свариваемых листов, 55 2 ° Способ поп. 1, о тли ч аю шийся тем, что формирование выпуклости осуществляют путем использования подкладки с формирующей

S 1274888 б канавкой, размеры которой определяют выпуклости производят. путем отбортовиз выражения ки кромок на величину, определяемую

3 из выражения

F (а+ -)F ° а+ — — - о к 2 л

h 3 (Ь+Г}-F a+ — — < 6

Ьл Ь л л 12 °

3 ° Способ по и. 1, о т л и ч а— ю щ .и и с я тем, что формирование

Фи . /

Фюю. Ю

Составитель 3. Хаустова

Техред Л.Сердюкова,: Корректор А. Обручар

Редактор Н, Егорова

Заказ 6520/13 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5, Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 где Р . - площадь поперечного сечения канавки; а„ - расстояние от центра тяжести поперечного сечения канавки до ее поверхности, где Ь вЂ” величина отбортовки, и размещения отбортовки с обратной стороны стыка с последующим нагре1О вом ее при сварке до температур, лежащих в диапазоне от температуры утраты свариваемым металлом упругих свойств до температуры плавления.