Способ получения стыкового замкового соединения разнотолщинных деталей

Изобретение относится к области сварки, в частности к электронно-лучевой сварке в вакууме разнотолщинных деталей. Стыковое замковое соединение осуществляется между деталью с большей толщиной, на торце свариваемой кромки которой выполняют основание замка, и деталью с меньшей толщиной, которая пристыковывается к ней. При этом основание замка выполняют со скосом под углом 45°≤α≤60°, а сварку осуществляют с проплавлением стыка на всю толщину. Основание замка может быть выполнено с прямолинейным или ломаным скосом. Способ позволяет получить высокое качество сварного соединения за счет отсутствия технологического непровара, снижения величины ослабления на поверхности шва и уменьшения количества грата или его полного отсутствия. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЫКОВОГО ЗАМКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

РАЗНОТОЛЩИННЫХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к области сварки, в частности к электронно-лучевой сварке в вакууме разнотолщинных деталей, содержащих массивный элемент и состыкованную с ним деталь меньшей толщины (например, крышку), и может найти применение в различных отраслях промышленности.

Известна конструкция углового одностороннего сварного соединения без скоса кромок с полным проплавлением (Электронно-лучевая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. ОСТ 26-260.453-92, УЗ), применяемая при электронно-лучевой сварке разнотолщинных деталей. Использование этой конструкции обеспечивает полное проплавление на всю толщину стыка свариваемых деталей, а также отсутствие технологического непровара.

Однако существенным недостатком такой конструкции становится, во-первых, резкое увеличение грата, когда капли избыточного расплавленного металла под действием давления вытесняются из зоны сварки. Из-за особенностей конструкции сварного соединения устранить подобный дефект не представляется возможным. Во-вторых, появление ослабления шва, что снижает прочность сварного соединения. В-третьих, отсутствие опоры для крышки, в связи с чем возникает необходимость использовать дополнительные элементы крепления для удержания крышки, что существенно усложняет процесс сварки.

Наиболее близким по технической сущности является стыковое одностороннее замковое соединение, находящее применение при электронно-лучевой сварке разнотолщинных деталей (ОСТ 26-260.453-92, C5). Подобная конструкция обеспечивает отсутствие грата, к тому же, основание замка, выполненное на торце свариваемой кромки массивного элемента, является опорой для крышки и позволяет точно состыковать свариваемые элементы.

Недостатком такой конструкции является наличие технологического непровара между крышкой и основанием замка. Технологические непровары создают концентрацию напряжений, вызывая снижение выносливости и прочности сварных соединений, а также могут стать причиной появления щелевой коррозии в корне шва.

Технической задачей изобретения является обеспечение полного проплавления на всю толщину свариваемого стыка без технологического непровара, уменьшения грата в корне шва и исключение появления ослабления в вершине шва.

Технический результат заключается в повышении качества сварного соединения.

Решение технической задачи достигается за счет того, что в известном стыковом замковом соединении разнотолщинных деталей, содержащем массивный элемент, на торце свариваемой кромки которого выполнено основание замка, и состыкованную с ним деталь меньшей толщины, по сравнению с прототипом основание замка выполнено с прямолинейным скосом под углом α, выбирающимся из диапазона 45°≤α≤60°.

Кроме того, скос в основании замка может быть выполнен прямолинейным.

Дополнительно скос в основании замка может быть выполнен ломаным с образованием полочки, ширина которой составляет менее 0,3 ширины Вк шва в корне.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана форма поперечного сечения подготовленных кромок конструкции предлагаемого стыкового замкового соединения при скосе основания замка под углом α; на фиг.2 - форма поперечного сечения выполненного сварного шва для вышеуказанной конструкции; на фиг.3 - форма поперечного сечения подготовленных кромок конструкции стыкового замкового соединения с ломаным скосом основания замка; на фиг.4 - форма поперечного сечения выполненного сварного шва для вышеуказанной конструкции. На фиг.5 представлен макрошлиф сварного соединения; на фиг.6 - вид со стороны корня шва сварного соединения, выполненного с применением предложенной формой разделки кромок.

Стыковое замковое соединение содержит массивный элемент 1, на торце свариваемой кромки которого выполнено основание замка 2, состыкованную с ним деталь 3 (крышку) толщиной δ и сварной шов 4.

Сварка с использованием скоса основания замка 2 (фиг.1 и фиг.2) позволяет позиционировать крышку без применения специальных технологических приспособлений для ее крепления, одновременно достигается высокое качество сварного шва за счет отсутствия технологического непровара, снижения величины ослабления на поверхности шва и уменьшения количества грата по сравнению со сваркой без использования скоса основания замка 2 на торце свариваемой кромки массивного элемента 1. При сварке с частичным (ломаным) скосом основания замка 2 (фиг.3 и фиг.4) длина полочки 5 составляет менее 0,3 ширины Вк шва в корне. Помимо отсутствия технологического непровара достигается минимальное количество грата или его полное отсутствие.

В ходе исследований, проводившихся на кафедре Технологии металлов ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», проводили сварку разнотолщинных сварных стыков с толщиной крышки δ=8 мм и 5 мм с различными видами разделки кромок: замковое соединение C5 по ОСТ 26-260.453-92, УЗ по ОСТ 26-260.453-92, а также при скосе основания замка под углами 30°, 45° и 60°. Материал деталей - сталь AISI 316 L (N). Сварка осуществлялась на электронно-лучевой установке ЭЛА 60/60. Скорость сварки - 100 м/ч, ускоряющее напряжение - 60 кВ. Ток пучка - 100 мА и 75 мА при сварке толщин 8 мм и 5 мм соответственно. По результатам экспериментов было установлено, что наиболее приемлемым является сварка при скосе основания замка под углом α, выбирающимся из диапазона 45°≤α≤60°. Уменьшение угла может приводить к появлению технологического непровара за счет несплавления между основанием замка и крышкой. Выбор именно таких углов обусловлен также возможностью использования в этом случае стандартных фасонных фрез, не требующих перетачивания и позволяющих осуществлять разделку кромок за один проход, что существенно упрощает и убыстряет данную операцию. При выполнении ломаного скоса основания замка длина полочки составляет менее 0,3 ширины Вк шва в корне; ширина шва в корне зависит от режимов сварки и определяется экспериментально. Увеличение длины полочки может приводить к появлению технологического непровара.

Использование изобретения позволяет повысить качество сварного соединения путем обеспечения полного проплавления на всю толщину свариваемого стыка без технологического непровара, одновременно позволяя минимизировать количество грата.

1. Способ получения стыкового замкового соединения разнотолщинных деталей, включающий разделку кромок деталей под сварку замкового соединения с выполнением основания замка на торце свариваемой кромки детали большей толщины, стыковку с ней детали с меньшей толщиной и сварку с помощью электронно-лучевой установки, отличающийся тем, что основание замка выполняют со скосом под углом 45°≤α≤60° , а сварку осуществляют с проплавлением стыка на всю толщину.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скос в основании замка выполняют прямолинейным.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скос в основании замка выполняют ломаным с образованием полочки шириной менее 0,3 ширины шва в корне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках для снятия скосов при обработке поверхности под сварной шов, выполненных с возможностью регулирования глубины резки скосов посредством операции в одно касание.

Изобретение может быть использовано для изготовления сваркой труб большого диаметра, например стальных труб, преимущественно спиральных сварных труб. Выполняют однослойную дуговую сварку под флюсом со стороны внутренней поверхности и со стороны наружной поверхности листа.
Изобретение относится к изготовлению электросваркой, преимущественно, тонколистовых изделий из разнотолщинных и разнородных по химическому составу труб. Трубы соосно устанавливают.

Изобретение относится к соединениям арматурных стержней и может быть использовано при строительно-монтажных работах и изготовлении из железобетона строительных конструкций, преимущественно сборных и монолитных.

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при точечной сварке нахлесточных соединений, не требующих герметичности. .

Изобретение относится к мосту (1) транспортного средства, содержащему промежуточный элемент (10) с шейкой (30) вала на каждом из двух концов промежуточного элемента. .

Изобретение относится к способу сварки элементов с большой разницей толщин. .

Изобретение относится к сварке металлических деталей, в частности, в самолетостроении и особенно при изготовлении газотурбинных двигателей. .
Изобретение относится к области сварки неподвижной сжатой дугой и может быть использовано для получения нахлесточных соединений плазменной сваркой электрозаклепками в случае, когда не требуется герметичности соединения.

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в процессах изготовления методами сварки тонкостенных обечаек с элементами жесткости в виде продольных гофр, используемых, например, в качестве теплового экрана сопла ГТД.

Изобретение относится к способу и стану для изготовления сварной двутавровой балки. Способ позволяет вести сварку 4-х поясных швов аргонодуговой сваркой за один проход.

Изобретение относится к листовым заготовкам для изготовления методами холодной штамповки из них корпусных деталей, в частности деталей кузовов автомобилей. Заготовка состоит из сваренных частей из требуемых по условиям прочности и штампуемости сортамента и марок стали из листа, ленты или полосы.

Изобретение относится к сварке, а именно к изготовлению листовых сварных заготовок для получения из них методами холодной штамповки корпусных деталей, в том числе деталей кузова автомобиля.

Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, закладываемым в грунты с вечной мерзлотой. Способ включает разделку торцов элементов сваи.

Изобретение может быть использовано в процессах изготовления щеточных уплотнений методами пайки с помощью электронного луча. Кольцевое основание и кольцевые опорные пластины собирают в кольцевую оправку, на которую наматывают проволоку и прижимают ее к оправке прижимными кольцевыми пластинами.

Изобретение относится к способу многодуговой сварки листовых сварных заготовок для получения из них методами холодной штамповки деталей кузова автомобиля. Предварительно определяют ток и скорость сварки первой дуги из условия обеспечения проплавления на всю толщину листовой заготовки и изотерму плавления на поверхности листов со стороны сварки.

Изобретение относится к электросварочному аппарату и способу сварки двух труб и может найти использование при прокладке трубопроводов. Электросварочный аппарат содержит сварочную горелку (3), установленную с возможностью поворота вокруг первой (21) и второй (23) горизонтальных осей с перемещением между рабочим положением, в котором сварочная горелка расположена в желобе (19), и отведенным положением, в котором сварочная горелка (3) расположена на расстоянии от желоба.

Изобретение относится к способу изготовления вала для турбины и/или генератора посредством сварного соединения и к валу, изготовленному упомянутым способом. Осуществляют удаление по меньшей мере с одной стороны основной ограничивающей круговой поверхности соответственно одной центральной части соответствующего элемента (5) вала относительно оси вращения (2) для получения соответственно одной открытой полости (11) по меньшей мере в одном цилиндре (3) в пределах оставшегося трубообразного ребра (13).

Изобретение относится к способу автоматической аргонодуговой сварки труб и может найти применение для сварки длинномерных труб переменного сечения для ядерных реакторов.

Изобретение относится к металлургии, в частности к сварке и пайке металлов, и может быть использовано для изготовления различных изделий в ядерной энергетике и других отраслях машиностроения.

Изобретение относится к области сварки, в частности к электронно-лучевой сварке в вакууме разнотолщинных деталей. Стыковое замковое соединение осуществляется между деталью с большей толщиной, на торце свариваемой кромки которой выполняют основание замка, и деталью с меньшей толщиной, которая пристыковывается к ней. При этом основание замка выполняют со скосом под углом 45°≤α≤60°, а сварку осуществляют с проплавлением стыка на всю толщину. Основание замка может быть выполнено с прямолинейным или ломаным скосом. Способ позволяет получить высокое качество сварного соединения за счет отсутствия технологического непровара, снижения величины ослабления на поверхности шва и уменьшения количества грата или его полного отсутствия. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх