CS106292A3 - Process of sheet half-finished products seam welding - Google Patents

Description

Způsob švového svařování plechových4>o|otoyarů

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu švového svařování plechovýchpolotovarů nestejné tlouštky.

Dosavadní stav techniky Při tak zvaném švpvém svařování plechů, zvláště je-lidva nebo více plechů spojováno do větší panelové konfigura-ce, je ve zvětšeném rozsahu nutné též svařovat plechy & růz-nou tlouštkou a kvalitou povrchů. V této souvislosti dochá-zí při svařovacích procesech - při tlakovém švovém svařo-vání a při laserovém svařování - ke specifickým potížím. Při tlakovém švovém svařování /'zvláštní forma elektric-kého odporového válečkového svařování pomocí dvou válečko-vých elektrod/ je oblast nejvyšší teploty umístěna vícenebo méně symetricky mezi kontaktními plochami elektrod?v případě, že jsou svařovány plechy s podstatně se lišící,tlouštkou, tato oblast je pak lokalizována v průřezu plechus větší tlouštkou,a proto je tedy umístěna mimo stykovou;rovinu okrajů plechů, které se překrývají a vzájemně stýka-jí. Pro dosažení spolehlivého svaření obou okrajů plechůje pak nutné použít zvýšený proudový výkon a vlastní svařo-vání se pak musí provádět při snížené rychlosti /srovnáme-li-je se svářením plechů stejné tlouštky/. Nesymetrické umís-tění oblasti s nejvyšší teplotou; může mít taká za následek,že zůstávají mezery s rozdílnou hlubkou provaření nebo ne-stejnoměrně svařený materiál okrajů plechů, což jě pak vzhle-dem ke korozi a a mechanické pevnosti nežádoucí /proměnli-vá možnost zatížení a zpracovatelnost/, V neposlední řaděje pak zhuštění plechu a/nebo přechodová tlouštka podél sva-ru relativná velká, coř opět může působit problémy, např.při následném hlubokém tažení svařených kusů. "Sesymetrie**· různého typu se pak vyskytuje i při lase-rovém svařování plechů spojovaných navzájem na tupo. Zatím-co při svařování plechů stejné tlouštky je laserový paprsek 2 přesně kolmý na rovinu plechu a je souběžný s tupým spo-jem svaru, musí být při svařování plechů různé' tlouštkyve vztahu- ke svarovému spoji, lokalizován poněkud šikmo,s nestejnoměrně "vysokými" okraji. Přesto? je hkaibkový účinek -paprsku ve svaru /rovnoběžně se_. stykem, okrajů/.......... drasticky snížen a natavování okrajů obou plechů se dě-je se značnou asymetrichostá. Tak i při. laserovém svařo-vání plechů s různou tlouštkou dochází z tohoto důvoduk snížená podávači rychlosti při sváření a vyvstává rizikosnížené kvality svaru.

Podstata vynálezu··

Popsané obtíže as nevýhody vyskytující se při švovémsvařování plechů nestejné tloufttky bez použití přídavného;materiálu jsou při -využití vynálezu odstraněny. Zvláště* výhodné je pak použití podávači rychlosti přibližně stejnéjako?při svařování plechů stejné tlouštky. Kvalita svaro-vého spoje je pak lépe regulovatelná, tedy je dosahovánovyšší výrobní spolehlivosti.

Tento problém je řešen způsobem podle vynálezu, přiněmž, příprava; pro? svářecí operaci, alespoň silnější plech;z obanr plechů určených ke svaření, je pro svaření připra-ven s- redukovanou· tlouštkou v okrajové oblasti určené kesvaření. Tak je jednak dosaženo v oblasti svarového spojesymetrických podmínek pro svaření, podobných podmínkám přisvařování plechů se stejnou tlouštkou, což pak dovolujepoužít strojních operací v oblasti širších, ne již kritic-kých parametrů. Havíc se dosáhne dalších významných výhod/částečně také? dosažitelných při laserovém svařování/, které jsou podstaxné zejména při tlakovém švovém svařování:zhuštění, švové oblasti je poměrně malé a jedna strana kusumá zachovanou prakticky stejnou rovinu povrchu /což bylodosud možno dosáhnout jen zřídka/. S ohledem na. vlastnos*ti výrobku nebo polotovaru /mechanická pevnost při pro-měnlivém zatížení, zpracovatelnost, korozní vlastnosti svarového spoje/ je pak výhodná, že tlouštkový přechod jižnení shodný se svarovým spojem, ale že je umístěn v rovno-měrné oblasti silnějšího plechu. Dále je pak výhodné, žepři přípravě dochází k odstranění zoridované'povrchová - 3 - vrstvy, povrchové vrstvy vzniklé; při válcování plechu,vrstvy nanesené při eventuelním pokovení jiným kovem/např. zinkem/ anebo nekovového pokryvu, takže nejméněu jednoho plechu je pro sváření dosaženo' čistého povrchu?. Při použití vynálezeckého způsobu je všeobecně švové'svařování plechů nestejné tlouštky podstatněji lépe regu-lovatelné a rychlost sváření je zvýšená. Pro vlastní švovásvařování plechů, pro jejich strukturální konstrukční použi-telnost a využití se? tak otvírají nové možnosti.

Další varianty a alternativy vynálezeckého způsobupopsaného v patentovém nároku 1 jsou pak uvedeny v paten-tových nárocích 2z až 5·. Podle patentového nároku & se pak:vynáalez dále vztahuje na polotovary nebo výrobky spojené;s použitím způsobu švového svařování podle některého z pa-tentových nároků nebo podle více patentových nároků uvede- . ________- _ ___________. Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresu, na kte-rém obr.r schematicky znázorňuje okrajové oblasti, dvou ple-chů nestejné tlouštky při -přípravě pro svářecí operaci,obr.2, schematicky představuje situaci před tlakovým /váleč-kovým tlakovým/ švovým svařováním, obr.3 pak zobrazuje tutosituaci při laserovém svařování, obr.4 znázorňuje ve zvět-šeném měřítku průřez švovým svarem provedeným při. použitíuspořádání podle obr.2' a obr.5 a 6 představují příkladyredukce tlouštky okrajů obou plechů připravených pro’ sva-ření švovým svařováním podle vynálezu. Příklady provádění vynálezu

Fa obr. Ta je zobrazena, část silnějšího plechu 1?0 ana obr.Ta pak část tenšího. plechu T2\ Okrajové oblasti1T, Γ3 těchto, plechů TO, 12- jsou určeny pro vzájemné spo-jení švovým svarem. Podle obr.Ta je okrajová oblast l-1rsilnějšího plechu TO obrobena za účelem redukce, tlouštkypři přípravě na svářecí operaci. <Jak je zobrazeno, mate-riál v okrajové oblasti je vhodně redukován v tloustce,takže je vyroben překryv nebo kraj s připraveným čistýmpovrchem i5, jehož tlouštka tT zhruba odpovídá tlouštce - 4 - tg· tenšího plechu T£. Materiál může být odstraněn napří-klad frézou 2* pohybující se v podélném aměru s okrajem,ale také broxišením, hoblováním, odkujéním std. Deformaceokrajové oblasti bez. odstranění materiálu je také v zásaděmyslitelná, např. použitím lisovníku nebo lisu. V příkladěznázorněném ha obr · Ta se příprava provede tak', že "vyrobenýokraj je v celé oblasti se stejnou; tlouštkou a připravenyokraj T5' probíhá rovnoběžně s čelem vnějšího povrchu plechu·. Máze být výhodné, jak je znázorněno' na obr.Tb, povrcho-vě upravit okrajovou oblast: 13 tenšího plechu T2- na jehopovrchové ploše, např. pomocí rotačního kartáče £. V tamto?případě se jedná' o přípravu· povrchu bez zaznamenatelné xe-dakce tlouštky, pouze pro dosažení dobrého kovového? stykupři tlakovém švovém svařování; okrajová oblast; 13' určená kesvaření a překryvem je? připravena ve stykové oblasti válečko-vých, elektrod, alespoň na straně spojovací roviny /zde jeto spodní strana/ a je-li třeba, i na opačné straně. Tam tomůže být pouze otázka mechanického očištění povrchu, např.odkuj/ením, nebo odstranění kovového pokryvu, případně nekovo-vé vrstvy. I na silnějším plechu 1Ό může být použita přípra-va na opačné straně redukce tlouštky /na spodní straně podleobr. Ta/ za účelem dosažení dobrého kontaktu elektrody neb®pro zabránění kontaminace elektrody. «Te také myslitelné pro-vést přípravu v redukci tlouštky na obou; stranách silnější-ho plechu TO, tedy "rozdělit" odstranění materiálu na oběstrany. 0br.2í představuje plechy 1Ό-, T2t připravené podle obr.Ta umístěná mezi dvě válečkové elektrody 6 pro tlakové švovásvaření. Okrajová oblast 1;3Z tenšího plechu T2· překrývá okra-jovou oblast; TT silnějšího plechu 10 s redukovanou tloušt-kou, s výhodoua na připravené nebo očištěné straně. Při zapc-četí svařování v této poloze se provádí tlakové švové svá-ření o sobě známým způsobem přetlačováním válečkových elek-trod &amp; proti sobě a při podélném posuvu plechů TO, T2- vesměru jejich krajů. «lák je schematicky znázorněno na obr.3', mohou být ple- chy 10·, 12* různé· tlouštky připravené podle obr.T’ též drženy proti sobě na tup o ve svých podélných. krajích pro svaření v délce čel známým způsobem pomocí laseru 8’. Protože v tom- - 5 - to případě' nedochází k prekryvu, šířka připravené okrajové-oblasti TiT silnějšího plechu TO může být menší než: při tla-kovém švovém svařování podle obr. 2*. Díky stejné' nebo téměřstejné tloušťce' tenšího plechu T2 a v důsledku tupého- svarus okrajovou oblastí 1T silnějšího plechu 1i0 existují taksymetrické podmínky podél celého spojovaného čela a lasero-vý paprsek může být liokalizováh přesně- kolmo ná povrch ple-chů TO,12* a v jedné rovině se spojovanými čely.

Ba obr. 4 je znázorněn švový svar Tlfe vyrobený a? uspořá-dáním podle obr.2-, a to v řezu. Díky popsané přípravě prodosažení shodné tlouštky okrajových svařených oblastí jrisoupři svařování plechů TO, T2; různých tloustěk vytvořenytak prakticky stejně příznivé podmínky jako při svařováníplechů se stejnou nebo téměř stejnou tlouštkou. 7© švovémsvazu: Tfc je tak vytvořena dobře kontrolovatelná, prak- ticky -symetrická ~svarová- zóna a operace samotná'může pro-bíhat v podstatě se stejnou, podávači rychlostí ® při stej-ných, dále uvedených svářecích parametrech./svářecí proud,přítlak elektrod, překryvná, šířka atd./ jako při švovémsvařování plechů stejné tlouštky. Pro funkční vlastnostisvařeného výrobku /plechu/ je zvláště důležité, že tloušť-ka ty švového svaru VG zůstává poměrně- malá. ďe snadno mož-né dosáhnout švových svarů s maximálně T,4'krát vyšší tloušť-kou; /-'nebo i podstatně menší/' než: je střední tlouštkasvařených: okrajových oblastí Tt, 13-. Z toho vyplývá dosaženíprakticky stejné roviny na jedné straně svařených plechů/v ohr.4 je to na spodní straně/. Takové plechy mohou býti hluboce; taženy nebo: plasticky zpracovány jiným způsobembez zvláštních potíží v oblasti svaru.

Obr.5 a &amp; znázorňují příklady obrysových řezů plechyTOa, 1:2a. nebo TQb, 12h s různou tlouštkou, kde oba- krajejsou pro svaření připraveny s redukcí tlouštky /znázorněnyv překryvné poloze, ale před svařením/'. Oběma příkladům jespolečná; skutečnost, že okraje obou plechů Wa,t2a nebo rob,T21ž jsou připraveny s úbŠrem v rovině skloněné ve stejnémúhlu k rovině, plechu; T0a.l2a a TOb, Wh.Tento typ přípravymůže být zvláště výhodný,má-li tenší plech Wa nebo 12bpovrchovou-vrstvu vzniklou při válcování nebo např.kovovouči nekovovou vrstvu zabraňující svaření.

Průmyslová; využitelnost

Způsob švového svařování! plechových polotovarů, podle"............vynálezy lze. využít všude tam, kde se s překryvetn nebo? na -fcupo elektricky svářejí plechy a nestejnou tl®uštkou.

Claims (4)

1. 1. Způsob švového svařování plechových polotovarů nestatnétlouštky, vyznačující se .. t í b , ře alespoňsilnější plech /10/ ze dvou: plechů /10,12/ ae ve své* okrajo-vé oblasti /11/ upraví redukcí své tlouštky a tak se připravilpro následnou svářecí operaci.
2. 2-. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím,že v okrajové oblasti /11/ silnějšího plechu /10/ určenéhoke svaření ae materiál odebere? ne alespoň přibližně5 stejnoutlouštku /11/ jako je tlouštka /12¼ tenčího plechu /12-/.
3. 35. Způsob podle bodu 2?, vyznačující se tím,že tenčí plech /i2/ se ve své okrajové oblasti /13/ připravípro tlakové švové svařování úpravou svého povrchu alespoň na-straně přilehlé k- rovině svarového-spoje v podstatě bazr. re-dukce své tlouštky.
4. 4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím,že okrajová oblast /11/ silnějšího plechu/TO/ neber obouplechů /Wa, 12 a; lQb,T2rb// se pro svaření připraví třískovýmobráběním. 5>. Způsob podle bodu 4, vyznačující se tím,že třískovým obráběním se upraví pro sváření při překryvukraje obou plechů /1Oa,T2a; T b,12b/ v úhlu skloněném k jejichpovrchové ploše. fe. Výrobek s tlakovým švovým svarem vyrobený způsobem podlejednoho, z bodů 1 až: 5 , vyznačující se tím,ze tlouštka /13/ švového svaru /16/' je maximálně 1,4násobkem 4r*tT «i 9 střední tlouštky / m"·—- / obou navzájem svařených okrajo-vých oblastí /11,13/ plechů /10,12¼. v.