RU1827337C - Способ снижени остаточных сварочных напр жений - Google Patents

Abstract

Использование: сварка, изготовление сварных конструкций дл  снижени  остаточных сварочных напр жений. Сущность изобретени : на поверхности сварного соединени  симметрично относительно оси шва располагают две полосы экзотермической смеси. Рассто ние от центра полосы до оси шва а Х0 + S/2, где Х0 - рассто ние от центра шва до ближайшей к нему точки перехода в О эпюры остаточных напр жений , S - ширина зоны действи  остаточных Изобретение относитс  к способам снижени  остаточных сварочных напр жений (ОН) и может быть использовано при изготовлении ответственных металлоконструкций . ОН в сварных соединени х образуютс  за счет возникновени  термопластических деформаций укорочени  металла шва и околошовной зоны вследствие его интенсивного и неравномерного нагрева в процессе сварки и последующего охлаждени  напр жений сжати . Ширина полосы принимаетс  равной b S - 2п, где h - толщина сварного соединени . При этом состав и масса экзотермической смеси выбираютс  таким образом, чтобы соблюдалось следующее условие: AQHb rho 4ет Ict-cjl2 где К - коэффициент потерь тепла; Q - удельна  теплота сгорани  экзотермической смеси; Н - высота полосы; р плотность экзотермической смеси; ет- деформаци . соответствующа  пределу текучести сварного соединени ; а- коэффициент линейного расширени  при нагреве материала сварного соединени : с - объемна  теплоемкость материала сварного соединени . Положительный эффект достигаетс  за счет того, что при использовании способа в результате термодеформационного цикла при сгорании экзотермической смеси объем металла, испытывающий воздействие напр жений сжати  от сварки, претерпит деформацию укорочени , котора  приведет к образованию в этой зоне напр жений раст жени , компенсирующих исходные напр жени  от сварки. 1 ил. Цель изобретени  - снижение затрат времени на проведение операции снижени  ОН и массы используемой экзотермической смеси. На чертеже показана принципиальна  схема расположени  полос экзотермической смеси 1 по отношению к сварному шву 2 в соответствии с эпюрой исходных ОН 3. При обработке металла большой толщины экзотермическа  смесь может располагатьс  аналогичным образом с двух сторон сл с со ю XJ со CJ vj

Description

сварного соединени , при этом величина будет определ тьс  как половина толщины металла .

Пример. Проверка эффективности предполагаемого способа велась на трубных образцах 0 159x9 мм из стали 20. В качестве экзотермической смеси использовалс  пиросостав ПКН -70-12.

Изменение ОН осуществл лось методом разрушающего тензометрии с использованием деформометра.

Дл  проверки услови  выбора экзотермической смеси были прин ты следующие величины: К - 0,05; Q - 3,5 106 Дж/кг ; Н- 0, р

а-12 -10 61/°C;

v3.

106Дж/м3°С;

1700кг/м3; ет-1- 10 cj - 5,2

S 2

70-2x18 «50 мм 0,05м. Подставл   приведенные значени  в указанное выше условие, получим:

Хо ш 30 мм; b-S-2h

S 70 мм; а Х0 +

65 мм;

223125

Дж м

140400

Дж м

Максимальные остаточные напр жени  в кольцевом шве после обработки составили 30 МПа (150 МПа в исходном состо нии), что по эффективности не уступает штатному способу термообработки электронагревателем .

Расход пиротехнического состава на один стык составил 1,3 кг, врем  обработки 10 мин.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ снижени  остаточных сварочных напр жений, при котором на поверхности сварного соединени  располагают слой

   экзотермической смеси и сжигают ее, о т - личающийс  тем, что, с целью снижени  временных затрат и массы используемой экзотермической смеси, экзотермическую смесь в виде двух полос шириной, равной

   ь S - 2h, где h - толщина сварного соединени , располагают на поверхности сварного соединени  симметрично относительно оси шва и на рассто нии от нее до середины каждой полосы а Хо + S/2, где Х0 - рассто ние от центра шва до ближайшей к нему точки перехода в О эпюры остаточных напр жений , S - ширина зоны действи  остаточных напр жений сжати  в сварном соединении, причем экзотермическую

   смесь выбирают из услови 

   KQHbp 4 cyh2,

   где К - коэффициент потерь тепла;

   Q - удельна  теплота сгорани  экзотер- мической смеси;

   Н - высота полосы экзотермической смеси;

   р- плотность экзотермической смеси; Јт- деформаци , соответствующа  пределу текучести материала сварного соединени ;

   а- коэффициент линейного расширени  при нагреве материала сварного соединени ;

   Су объемна  теплоемкость материала сварного соединени .