Способ дуговой сварки металлов


 


Владельцы патента RU 2547066:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к области сварки. Способ сварки металлов включает наложение циклической вибрационной нагрузки на кристаллизующийся металл сварочной ванны, частота которой за один цикл ее наложения изменяется по линейному закону в диапазоне от 50 до 250 Гц. Схема ввода колебаний посредством вибрационного устройства определяется, исходя из размеров детали и ее геометрических особенностей. Использование изобретения позволяет повысить эффективность снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях в процессе сварки и, как следствие, улучшить показатели прочности и надежности всей сварной конструкции в целом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области технологии сварки, а именно к способам снятия остаточных напряжений, возникающих в сварных соединениях в процессе сварки и, как следствие, приводящих к снижению показателей прочности и надежности всей конструкции в целом.

Возникновение остаточных напряжений в зоне сварных соединений в первую очередь связано с неравномерностью нагрева свариваемой детали, а также с неодновременностью протекания процессов кристаллизации металла сварного шва.

На сегодняшний день традиционным способом снятия остаточных напряжений и повышения качества сварных соединений является проведение различных типов термических операций: отпуска, отжига, нормализации. Недостатками данного типа операций является их неэкологичность и высокая энергоемкость. Также они труднореализуемы для обработки крупногабаритных конструкций.

Одним из альтернативных способов снятия остаточных напряжений является вибрационная обработка конструкций, суть которой заключается в наложении на обрабатываемую конструкцию вибрационных колебаний, параметры которых (амплитуда и частота), а также время наложения колебаний (в процессе сварки или после) определяются эффектом, которого требуется достичь, и способом сварки.

В качестве прототипа принят способ снятия напряжений сбегающей кромкой, включающий наложение циклической вибрационной нагрузки на сварной шов в процессе сварки (Pat. 6223974 USA Trailing edge stress relief process (TESR) for welds / Madhavji A. - Publ. 01.05.2001). Наложение вибрационной нагрузки с частотой 400 Гц осуществляется с помощью пневматического вибрационного устройства.

Данный способ имеет следующий существенный недостаток:

вследствие наложения колебаний на одной определенной частоте существенно ограничивается диапазон достигаемых эффектов, а иногда и эффективность обработки в целом.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности снятия остаточных напряжений, а также расширение диапазона достигаемых эффектов обработки.

Технический результат достигается тем, что в способе дуговой сварки металлов, включающем наложение циклической вибрационной нагрузки на кристаллизующийся металл сварочной ванны посредством вибрационного устройства согласно изобретению частоту вибрационной нагрузки в течение одного цикла ее наложения изменяют по линейному закону в диапазоне от 50 до 250 Гц. Цикл наложения вибрационной нагрузки при ручной дуговой сварке штучными электродами составляет 1 секунду. Цикл наложения вибрационной нагрузки при полуавтоматической сварке в среде защитных газов составляет 0,7 секунды.

Так, при проведении исследований по влиянию вибрационных колебаний в диапазоне 50-200 Гц (всего было проведено 5 опытов с шагом частоты 50 Гц) на свойства сварных соединений из стали 09Г2С толщиной 10 мм нами было установлено, что максимальное снижение дисперсности структуры различных участков сварного шва, а также размеров зерна зоны термического влияния наблюдается при частоте 200 Гц, а максимальное увеличение прочностных свойств металла сварного шва и максимальное снижение уровня остаточных напряжений 3-го рода при частоте обработке 150 Гц [Каретников Д.В. Повышение надежности сварного нефтегазового оборудования из низколегированных сталей, работающего в условиях значительного перепада температур / Д.В. Каретников, Р.Г. Ризванов, A.M. Файрушин, К.С. Колохов // Сварочное производство. - 2012. - Т6. - С. 40-48].

Способ поясняется чертежом, на котором представлен график изменения частоты вибрационного устройства. Частота колебаний вибрационного устройства f за один период его работы t изменяется в диапазоне от 50 до 250 Гц. Период работы вибрационного устройства t определяется исходя из физико-химических особенностей сварочного процесса (длины сварочной ванны, частоты ее гидродинамических колебаний и т.д.) и для ручной дуговой сварки штучными электродами составляет 1 секунду, для полуавтоматической сварки в среде защитных газов - 0,7 секунды.

Таким образом, проведение вибрационной обработки с изменением частоты колебаний вибрационного устройства по линейному закону в диапазоне от 50 до 250 Гц позволяет расширить диапазон достигаемых эффектов обработки и повысить ее результативность.

1. Способ дуговой сварки металлов, включающий наложение циклической вибрационной нагрузки на кристаллизующийся металл сварочной ванны посредством вибрационного устройства, отличающийся тем, что частоту вибрационной нагрузки в течение одного цикла ее наложения изменяют по линейному закону в диапазоне от 50 до 250 Гц.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что цикл наложения вибрационной нагрузки при ручной дуговой сварке штучными электродами составляет 1 секунду.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что цикл наложения вибрационной нагрузки при полуавтоматической сварке в среде защитных газов составляет 0,7 секунды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к способу лазерной нагартовки и изделию для лазерной нагартовки. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к виброобработке маложестких деталей для снижения в них остаточных напряжений. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления емкостей сжиженных газов, низкотемпературного и криогенного оборудования, установок для получения сжиженных газов, оболочек ракет и емкостей для хранения ракетного топлива из стали 01Х18Н9Т.

Изобретение относится к размагничиванию ферромагнитных материалов и изделий, например, после процесса ультразвукового контроля электромагнитоакустическим методом, при проведении которого изделие намагничивается.

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для обеспечения эксплуатационных характеристик покрытий конструкционных и инструментальных материалов.

Изобретение относится к способам повышения прочности деталей машин и механизмов, работающих в циклическом режиме при превышении времени релаксации, возбужденной рабочим давлением электронной структуры на поверхности изделий, над временем холостой части цикла.

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к способам повышения износостойкости металлообрабатывающего инструмента. .

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для обработки режущего инструмента в магнитном поле с целью повышения его износостойкости.

Способ обработки расположенной на конце соединительной трубы уплотнительной поверхности, смонтированной в энергетической или промышленной установке запорной арматуры, включающий следующие этапы: верхняя часть арматуры и встроенные элементы корпуса удаляются из корпуса запорной арматуры, вследствие чего отверстие корпуса освобождается, имеющее контропору зажимное устройство через отверстие (14) 14) (14) корпуса помещается в соединительную трубу или в другую соединительную трубу и закрепляется на ее внутренней стенке, через отверстие корпуса имеющий опору обрабатывающий станок вводится в корпус и посредством своей опоры устанавливается на контропоре, с помощью обрабатывающего станка производится этап обработки на уплотнительной поверхности, обрабатывающий станок отделяется от контропоры и удаляется через отверстие корпуса, зажимное устройство отделяется от соединительной трубы и удаляется через отверстие корпуса, верхняя часть арматуры и встроенные элементы размещаются на корпусе.

Изобретение относится к устройству для изготовления пластиковых пакетов термосваркой. В термосварочной пластине выполнено приемное гнездо (7), в котором размещен и зафиксирован вкладыш (8).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке сварных соединений в судостроении, авиации, химическом машиностроении и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к сварочному производству, к способам контактной стыковой сварки оплавлением изделий различного сечения. Способ включает установку и зажатие в сварочных губках свариваемых изделий, предварительное оплавление и сжатие свариваемых торцов, предварительный подогрев проходящим током, контроль распределения температуры, нагрев изделий и последующие оплавление и осадку.

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 области технологии сварки, в частности к способу снятия остаточных напряжений, возникающих в детали в процессе сварки. .

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к мобильным расточно-наплавочным комплексам, которые предназначены для восстановления цилиндрических отверстий и посадок под валы и подшипники, а также выравнивания соосности цилиндров и т.д.

Изобретение относится к сварочному устройству точечной сварки, в частности к сварочным клещам. .

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к устройствам для перемещения сварочной горелки относительно изделия, и может быть использовано при наплавке, в процессе сварки изделий протяженной длины, сварки труднодоступных мест, в частности угловых швов, например, при изготовлении камер аппаратов воздушного охлаждения (АВО).

Изобретение относится к области сварки, в частности к устройству для определения качества поверхности шва, и может быть использовано при проведении измерительного контроля качества сварных швов, получаемых наплавкой пайкой или любым известным способом сварки, в процессе образования которых присутствует жидкая фаза материала шва, кристаллизующаяся в поле сил тяжести, оценке качества сварочных материалов и сварочного оборудования. Технический результат состоит в обеспечении количественной оценки качества поверхности сварного шва, что приводит к повышению точности оценки. Устройство содержит вычислительный блок, в котором на основе полученных от считывающего устройства значений осуществляется распознавание границ сварного шва в поперечном оси сварного шва направлении, определение ширины сварного шва, построение двумерного изображения поверхности сварного шва для каждого шага перемещения считывающего устройства, построения из полученных двумерных изображений трехмерного изображения поверхности сварного шва, определение формы поверхности эталона по нормативным значениям высоты и ширины шва, сравнение полученных двумерных и трехмерных изображений поверхности сварного шва с формой поверхности эталона и определение величины отклонения формы поверхности сварного шва от формы поверхности эталона.4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх