Способ фиксации деталей при сварке стыковых соединений

 

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при проектировании зажимных приспособлений для дуговой сварки металлов встык. Целью изобретения является снижение остаточных деформаций . Расстояние от стыка до прижимов, фиксирующих детали при сварке, оказывает большое влияние на величину остаточных деформаций. По данному способу прижимы, передающие усилия прижима на детали, располагают с обеих сторон от стыка на расстоянии , соответствующем максимальной ширине изотермы потери свариваемых йеташюм упругих свойств. Направление прикладываемого усилия параллельно плоскости стыка. Ширину указанной изотермы рассчитывают по формуле в зависимости от погонной энергии сварки и теплофизических свойств свариваемого металла. 1 з.п. , 1 ил. fi $ О) to -vj 00 О5 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 В 23 К 37/04 28/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3817893/25-27 (22) 07.10.84 (46) 23.12,86. Бюп. У 47 (71) Ворошиловградский машиностроительный институт (72) В.В.Калюжный, И.А.Тарарычкин и А.И.Гедрович (53) 621.791.75.01) (088 ° 8) (56) Николаев Г.А. и др. Сварные конструкции. Технология изготовления.

Автоматизация производства и проектирования сварных конструкций. - M,, Высшая школа, 1983, с. 121 рис. 15, 17.

Авторское свидетельство СССР

Ф 818785, кл. В 23 К 28/00, 1978. (54) СПОСОБ ФИКСАЦИИ ДЕТАЛЕЙ ПРИ

СВАРКЕ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к сварочному производству и может быть исполь„„SU„„1278169 А 1 зовано при проектировании эажимных приспособлений для дуговой сварки металлов встык. Целью изобретения является снижение остаточных деформаций. Расстояние от стыка до прижимов, фиксирующих детали при сварке, оказывает большое влияние на величину остаточных деформаций. По данному способу прижимы, передающие усилия прижима на детали, располагают с обеих сторон от стыка на расстоянии, соответствующем максимальной ширине изотермы потери свариваемых металлом упругих свойств. Направление прикладываемого усилия параллельно плоскости стыка. Ширину указанной изотермы рассчитывают по формуле в зависимости от погонной энергии сварки и теплофизических свойств свариваемого металла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. где q

У

1278169

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано при проектировании зажимных приспособлений для дуговой сварки деталей встык. 5

Цель изобретения — снижение остаточных деформаций.

На чертеже представлен график продольной функции третьего рода V используемой при расчете расстояния !0 от стыка до точки приложения нагрузки к деталям.

При предлагаемом способе фиксацию деталей производят путем приложения к ним нагрузки в направлении плоскости стыка, при этом расстояние от стыка до точки приложения нагрузки выбираегся равной ширине изотермн потери металлОм своих упp Ãèõ свОиств в 20

Установлено, что расположение прижима на границе зоны потери металлом упругих свойств является оптимальным по следующим причинам: расположение прижима в указанной зоне 25 приводит к формированию сложного напряженно-деформированного состояния.

В этом случае зажим попадаег в придуговую область, в которой на стадии сварочного нагрева и охлаждения происходит интенсивное течение металла. Наличие прижимов в зоне пластической деформации при сварке приводит к увеличению интенсивности .и локализации пластической деформации вблизи зажжмного устройства, На, стадии охлаждения это приводит к пер ер аспр еделению о стат очных напряжений в околошовной зоне, более интенсивному протеканию пластических деформаций, что обуславливает увеличение. общих сварочных деформаций конструкции, а также вероятность образования горячих трещин. при сварке, особенно на концевых участках шва. 45. размер расстояния от оси шва до места расположения прижима.

Уравнение температурного поля при сварке пластин встык мощным быстродвижущимся источником тепла с учетом эффекта поверхности теплоотдачи имеет вид — - bt

4М

Т. = — — 9-1 - — — У

С у.8 V /41!а г — погонная .. сергия, кап/с ; объемная теплоемкость, кал/см С; толщина свариваемых деталей, см

V,> — скорость сварки, см/cg коэффициент поверхностей теплоотдачи, С, а — коэффициент температуропрОводнОсти, см /с время действия источника тепла, с; у — расстояние от исследуемой точки до источника тепла, с, Ь вЂ” коэффициент температуроотд ачи е

dT, Приравняв нулю производную — и

dt проведя соответствующие преобразования получают момент наступления мак= симальной температуры в точке коор динат у.

1 1 Ь, 1

t + у (2) макс 2Ь 4 а 4Ь

Подставив значение t»„, в исходное уравнение (1), получают

1 /Tb 1 у2 ь 2<4 а 4 (3)

2, -+U — 1

4 тогда искомое значение У опреде(4) 50

При расположении прижима. в зоне, где металл сохранил свои упругие свойства, эффективность применения прижимных приспособлений снижается вследствие того, что прижимы практически не выполняют своей роли по фиксации свариваемых кромок, Однако существующая методика не позволяет точно определить ширину эоны термического влияния, поэтому предлагается новая методика определения размера указанной зоны, позволяющая точно определить оптимальный ляется по формулле (b I zoic„ v, Вводится обозначение

V,(U) =/N (U), (5) где N (U) — функция обратная к N(U), тогда Га м

9л макс то Ь 3 2ЬС 7 аТ о —.) /1ОО, 1Ь (6) !

la где 1 — расстояние от стыка до точЧ д ки приложения нагрузки, см, 3 1278169

Ч вЂ” продольная функция третьеэ

ro рода, Т—,температура, при которой металл свариваемых деталей теряет упругие свойства, С

Пример. Листы иэ малоуглеродистой стапи толщиной 4 мм свариваются встык за один проход под слоем флюса при следующем режиме сварки.

V g = 0,5 см/с, l, = 250 А;

=30 В. Принимаем. а = 0,085 см /с b = 0,011 с; 1 = 0,096 кал/с см Су

С 1 = 1,14 кал/см . С; q> 0,24 и — 1530 кал/с, Т = 600 С, тогда и расстояние от оси шва до прижима составит

0,085 (1530 то Ор011 > 2 0 4 1 э 14 0 5 600 котором к деталям по границе изотермы потери метаплом упругих свойств прикладывают нагрузку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения остаточных деформаций деталей, нагрузку прикладывают в направлении, параллельном плоскости стыка в зоне, где указанная изотерма достигает максимальной ширины.

2. Способ по и. l, о т л и ч а ю— шийся тем, что расстояние от стыка до точки приложения нагрузки определяют по формуле

15 /а а b

1 . Ч (- .л.х1-- )/1QQ

Ъ 2ЗС1, V Т,/ Па где 1-. — расстояние от стыка до точки приложения нагрузки, см; а — коэффициент температуропроводности, см /с; и

Ъ вЂ” коэффициент температуроотдачи, с

V — продольная функция третьего рода; — погонная энергия кал/с;

8 — толщина свариваемых деталей, см;

С вЂ” объемная теплоемкость, кал/см ° град1

V,g — скорость сварки, см/с," — коэффициент поверхностной теплоотдачи, град,, Т вЂ” температура, при которой металл свариваемых деталей теряет упругие свойства, С.

) = 2,78Ч (3,16) =

= 2,78 1,372 = 3,8 (см).

По результатам контроля дефектов в сварном шве не обнаружено, деформации деталей минимальны.

Использование предлагаемого изобретения позволяет точно определить расстояние от оси шва до зажимов при проектировании сварочного оборудования и оснастки и таким образом повысить качество сварных соединений.

Формула из обр ет ения

1. Способ фиксации деталей при 35 сварке стыковых соединений, при

07 з(Ц) 06

05 а

0,2 0Ч QG

Составитель М,Буянов

Редактор Е. Папп Техред И.Попович Корректор А.Обручар

Заказ 6793/13 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