CS237834B1 - Sposob odstraňovania zvyškových napatí vo zvarkoch posobením ultrazvuku - Google Patents

Description

237834

Vynález sa týká spůsobu odstraňovaniazvyškových napatí vo zvarkoch, kde na celúsústavu sa v priebehu procesu zvárania pů-sobí ultrazvukom v impulznom režime.

Vo zváraných častiach dochádza vplyvomtepelného zásahu ku vnútornému nerovno-vážnému stavu štruktúry materiálu, ktorýspůsobuje ich vlastně vnútorné tahové na-patie. Toto napátie sposobuje zníženie ú-nosnosti zvarku, alebo jeho deštrukciu, beztoho, aby vonkajšie tahové zaťaženie do-siahlo uvažovanej, resp. dovolenej výpočto-vej hodnoty. V súčasnosti sa zvyškové napatia odstra-ňujú najčastejšie tepelným spracovaním. Toje však neekonomické, ako z htadiska ener-getického, tak aj z htadiska objemovýchstrát materiálu tvorbou oxidov. Často nie jemožné rozmernejšie zvarky žíhat pre nedos-tupnost velkorozměrných pecí.

Pri doteraz známom sposobe zvárania saplikáciou ultrazvuku s kontinuálnym re-žimom v rozsahu frekvencií od 17 do 213kHz sa dosahuje zníženie zvyškových na-patí vo zvare, čím sa odstráni následná o-perácia po zváraní — tepelné spracovanie,ale jeho nevýhodou je, že je potřebné expe-rimentálně stanovit najvhodnejšiu frekven-ciu, z aspektu účinnosti na zníženie napatívo zvarku. Je to frekvencia, ktorá vyvolá vsúčiastke rezonančně kmitanie. Vibrácle sostálou frekvenciou je preto výhodnejšie na-hradit efektivnějšími frekvenciami, a to ta-kými, ktoré sú schopné rezonovat v různýchpásmach kryštalickej mriežky spracováva-ného materiálu.

Nedostatky doteraz známého spůsobu od-straňovania zvyškových napatí v procesezvárania s aplikáciou ultrazvuku s konti-nuálnym režimom v rozsahu frekvencií od17 do 213 kHz sa odstránia spůsobom pódiavynálezu, ktorého podstatou je, že na celúsústavu, menovite na podložku, oba zvára-né djely, přídavný kov, či tavný kúpel' sav priebehu procesu zvárania působí ultra-zvukom v impulznom režime, volenom s im-pulzami v opakovanej frekvencií 10 až 1000Hz s dobou trvania impulzu 1 až 100 μδ.

Ovplyvnením procesu zvárania ultrazvu-kom podlá vynálezu dochádza k výraznémupoklesu zvyškových napatí v smere osí x a y. Tahové napatia prechádzajú do tlakovýchnapatí, čo je z htadiska namáhania zvaro-vého spoja a jeho úžitkových vlastnostípriaznivý jav. Příklad

Spůsobom podlá vynálezu bola zváranáferiticko-perlitická tvárná liatina o chemic-kom zložení, zistenom chemickou analýzouv hmot. % následovně: uhlík C = 3,58%,křemík Si = 2,68 %, mangán Mn = 0,50pere., síra S = 0,029 %, fosfor P = 0,05 %,magnézium Mg — 0,18 %, chróm Cr = 0,09pere., nikel Ni = 0,05 %, molybdén Mo == 0,13 %.

Mechanické hodnoty daného materiáluboli: mechanická pevnost Rm = 531,9 MPa,ťažnosť As = 9,75 %, zúženie Z = 13,95'%,pevnost podlá Brinella HB = 186, vrubovúhúževnatost KCU2 = 6,33 jcm"2. Přídavnýmmateriálom bola elektroda na báze nikluNi = 92 %, obalená určená pre zváranieliatin označovaná E-S 722.

Experimentálny materiál bol zváraný bezpredohrevu. Zvar bol nanesený v troch vrst-vách. Ultrazvuková energia sa dodávala im-pulzným generátorom ultrazvukových vlns frekvenciou 17 kHz o opakovanej frekven-cii 130 Hz, so špičkovým výkonom v impul-ze 150 W a šírke impulzu 44 ,us.

Pre stanovenie povrchových zvyškovýchnapatí bola zvolená deštrukčná metóda. Naodmaštěný zvar sa nalepili elektrické odpo-rové tenzometre a zaizolovali sa proti vlh-kosti okolia a mechanickému poškodeniu.Zmerali sa počiatočné hodnoty deformáciítenzometrov, elektroiskrovou metodou sa u-volnili merané miesta a zmerali sa konečnéhodnoty deformácie tenzometrov. Zo ziste-ných hodnůt sa vypočítali napatia. Vplyvultrazvuku s impulzným režimom na zvá-ranie, odskúšaný na váčšom počte vzorieksa prejavil priaznivo v tom zmysle, že ta-hové napatia prechádzali do tlakových na-patí, čo je z hfadiska namáhania zvarovéhospoja a jeho úžitkových vlastností výhod-nejšie. Výsledky meraní niekofkých odskúšanýchvzoriek sú uvedené v nasledujúcej tabufke: Číslo vzorky Rx (MPa) Ry (MPa) Elektroda Frekvenciakmitov (kHz) Frekvenciaopakovaniakmitov (Hz) 10 409,5 231,1 E-S 722 0 0 11 419,0 243,6 E-S 722 0 0 12 419,4 245,1 E-S 722 0 0 20 —282,5 —352,3 E-S 722 17 130 21 —255,8 —334,3 E-S 722 17 130 22 —276,4 —348,2 E-S 722 17 130 Kde Rx je zvyškové napátie v smere osi x a Ry je zvyškové napátie v smere osi y.

Claims (1)

1. 237834 PREDMET Sposob odstraňovania zvyškových napatívo zvarkoch pQsobením ultrazvuku, kde nacelú sústavu podložka, oba zvárané diely,přídavný kov, tavný kúpeí sa v prlebehuprocesu zvárania posobí ultrazvukom, vy- vynAlezu značujúci sa tým, že sa ultrazvukom posobív impulznom režime, volenom s impulzamiv opakované]' frekvencii 10 až 1000 Hz, s do-bou trvania impulzu 1 až 100 ps.