Сварное соединение

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

;Социалистических

Республик

«п929372 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.1280 (2i)3223416/25-27 с присоединением заявки ¹ (51} М. Кл.

В 23 К 33/00

В 23 К 28/00 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам нзобретеннй н открытий

Опубликовано. 230582. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 230582 (ЗЗ} УДК 621. 791..015(088.8) (54 ) СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Изобретение относится к сварочному производству и может быть использовано в машиностроении при изготовлении крупногабаритных корпусных конструкций, работающих в условиях тяжелых циклических нагружений (например, станин прессов и молотов).

Известны сварные соединения;сваренные швами с полным проваром,при-.меняемые в сварочном проиэводствекрупногабаритных конструкций, работающих в условиях циклических нагружений gl) .

Однако выполнение в конструкциях сварных соединений с полным проваром повыаает трудоемкость их изготовления и увеличивает расход сварочных материалов, а также создает в шве и околошовной зоне большие остаточные н апряжени я, значительно снижающие усталостную прочность сварных соединений.

Наиболее близким к изобретению является сварное соединение, сварной шов которого выполнен с отверстиемдеконцентратором напряжений со стороны корня шва(2).

Известное сварное соединение устраняет недостатки сварного соединения с полным проваром.

Недостатком известного соединенЧТИ является то, что после сварки заготовок с непроваром между поверхностями заготовок, образующими зазор,и выпуклой поверхностью металла шва образуется остроугольные надрезы, являющиеся резкими концентраторами напряжений, и при эксплуатации сварных совдиненнй с непроваром в условиях циклических напряжений по выаеуказ анным концентраторам напряжений быстро появляются усталостные трещины, котОрые, начиная с начала или конца шва соединения и постепенно распространяясь по сечению шва околошовноЯ зоны, приводят к быстрому разрушению сварных конструкций.

Цель изобретения — повышение усталостной прочности сварного соединения путем создания сжимающих напряжений в сварном шве и заготовках. г

Поставленная цель достигается тем, что сварное соединение, сварной шов которого выполнен с непроваром и отверстием-деконцентратором напрвкений со стороны корня шва, снабжено зажимным приспособлением, выполненным . в виде стержня с выступающими за пределы сварного шва резьбовыми хвостовиками, конических полуколец, гаек, 929372 упругих элементов и прижимных колец, причем стержень с коническими полукольцами. размещен в отверстии-деконцентраторе, прижимные кольца установлены с воэможностью контактирования с поверхностью вокруг отверстия деконцентратора, а гайки с упругими элементами смонтированы на резьбовых хвостовиках с воэможностью контактирования с коническими полукольцами и прижимными кольцами . 10

На фиr. 1 изображено тавровое сварное соединение с односторонним с в арным швом и вып олн енным от в ерс тием-деконцентратором напряжений; на фиг. 2 - предлагаемое сварное тавровое соединение; на фиг.3 — разрез

A-A на фиг.2; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг.3; на фиг. 5 — сварное стыковое соединение

Сварное соединение состоит из заготовок 1 и 2, сваренных швом 3 с н епров аром 4 . Вдоль шва по н епровару выполнен в виде сквозного отверстия

5 деконцен тратор напряжений, умен ьшающий концентрацию напряжений в месте сплавления заготовок 1 и 2. B от- 25 верстие 5 установлен зажимной механизм 6. Зажимной механизм выполнен в виде стержня 7 с резьбовыми хвостовиками 8, выступающими за пределы начала и конца шва 3. На обоих концах 30 стержень 7 на уровне выходов отверстия 5 выполнен с коническими поверхностями 9. На каждом резьбовом хвостовике 8 установлены упругие элементы в виде наружной 10 и внутрен- 35 ней 11 тарельчатых пружин. С каждой стороны шва 3 на.предварительно механически обработанную плоскость 12 вокруг отверстия 5 установлено прижимНое кольцо 13; взаимодействующеее с н аружн ой тарельчатой пружиной

10. На конических поверхностях 9 стержня 7 установлены полукольца 14, соприкасающиеся с поверхностями 15 отверстия 5 на его выходах. Полукольца 14 выполнены с внутренними коническими поверхностями 16, взаимодействующими с коническими поверхностями

9 стержня 7. На каждом конце стержня между наружной 10 и внутренней 11 тарельчатыми пружин ами раз мещены регули ров очные шай бы 1 7, а сн аружи шайба 18 и гайки 19 .

После сварки заготовок 1 и 2 швом

3 по непровару 4 выполняют отверстие

5 и механически обрабатывают заготовки в начале и конце шва по плоскости

12 вокруг отверстия 5. В отверстие устанавливают стержень 7, а затем с каждого его конца надевают полу- 60 кольца 14, тарельчатые пружины 10 и

11, регулировочные шайбы 17 и прижимное кольцо 13. Прижатие прижимных колец 13 и полуколец 14 к поверхностям соединения осуществляют гайками

19 ° В результате затягивания гаек 19 на поверхностях 15 отверстия 5 на его выходах и на плоскостях 12 вокруг отверстия 5 создают сжимающие напряжения, препятствующие возникновению и распространению усталостных трещин при циклических нагружениях сварного соединения. РегулировочнМе шайбы 17 подбирают с тем расчетом, чтобы обеспечить на указанных поверхностях постоянные сжимающие напряжения. Необходимые сжимающие напряжения на этих поверхностях поддерживают периодическим подтягиванием гаек 19 во время эксплуатации сварной конструкции.

В стыковом сварном соединении с неполным проваром сечения также возможно создание сжимающих напряжений .

Для этого вдоль шва по непровару выполняют два отверстия. Прижимные устройства устанавливают аналогично тавровому стыковому соединению

Применение предлагаемого сварного соединения позволяет существенно повысить усталостную прочность и долговечность сварных конструкций, работающих в условиях тяжелых циклических нагружений, что целесообразно испольэовать при из готовлении тяжелонагруженных станин прессов и молотов.

Формула изобретения

Сварное соединение, сварной шов которого выполнен с непроваром и отверстием-деконцентратором напряжений со стороны корня шва, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что,с целью ïîâûшения усталостной прочности путем создания сжимающих напряжений в сварном шве и заготовках, сварное соединение снабжено зажимным механизмом, выполненным в виде стержня с выступающими за пределы сварного шва резьбовыми хвостовиками, конических полу колец, гаек, упру гих элементов и прижимных колец, причем стержень с коническими полукольцами размещен в отверстии-деконцентраторе, прижимные кольца установлены с возможностью контактирования с поверхностью вокруг отверстия-деконцентратора, а гайки с упругими .элементами смонтированы на резьбовых хвостовиках с возможностью кон тактирования с коническими полукольцами и прижимными кол ьц ами .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° кудрявцев И.В. и др. Усталость сварных конструкций. М., Машиностроение, 1976, с.103, фиг.57(в).

2. Там zze, 160,фиг.88 (D) (прото— тип).

929372

Составитель Л.Назарова

Редактор Н.Пушненкова Техред М. Гергель Корректор У.Пономаренко

Заказ 3385/18 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва,Ж-35,Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная, 4