RU2669669C2 - Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений - Google Patents
Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669669C2 RU2669669C2 RU2016149482A RU2016149482A RU2669669C2 RU 2669669 C2 RU2669669 C2 RU 2669669C2 RU 2016149482 A RU2016149482 A RU 2016149482A RU 2016149482 A RU2016149482 A RU 2016149482A RU 2669669 C2 RU2669669 C2 RU 2669669C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concentrator
- welded
- vertex
- weld
- seam
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/12—Measuring force or stress, in general by measuring variations in the magnetic properties of materials resulting from the application of stress
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оптимизации остаточного напряженного состояния и может быть использовано при производстве сварных конструкций. Для повышения долговечности сварных изделий, стабильности их геометрических форм у сварного шва по разные от него стороны определяют положение концентратора растягивающих остаточных сварочных напряжений с двумя изотропными точками замкнутого типа, расположенными симметрично. Эти точки принимают за вершины равностороннего треугольника. Третью вершину треугольника отмечают непосредственно на оси шва с той стороны от концентратора, которая противоположна запланированному направлению перемещения концентратора. В третьей вершине шов простреливают навылет пулей. Пробоину, если необходима герметичность, заваривают или заглушают заклепкой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области сварки, а именно к оптимизации остаточного напряженного состояния в сварных соединениях, и может быть использовано при производстве сварных конструкций.
На настоящий момент сведений о способах получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных сварочных напряжений (ОСН) по доступным литературным источникам не обнаружено.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение долговечности сварных изделий, стабильность их геометрических форм, предотвращение потери устойчивости элементов балок.
Технический результат достигается тем, что в способе получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений осуществляют перемещение концентратора растягивающих остаточных напряжений вдоль сварного шва, при этом определяют положение в концентраторе изотропных точек, расположенных симметрично и равноудаленно от оси сварного шва по разные от него стороны, затем изотропные точки соединяют прямой линией, которую принимают за одну из сторон равностороннего треугольника, а изотропные точки - за две его вершины, причем третью вершину треугольника намечают на сварном шве со стороны относительно концентратора, которая противоположна запланированному направлению перемещения концентратора, при этом осуществляют прострел сварного шва пулей навылет в точке расположения упомянутой третьей вершины, а пулевое отверстие при необходимости заваривают или заглушают заклепкой.
На основании патентного поиска, проведенного по доступным источникам информации, отличительных признаков, указанных в формуле предполагаемого изобретения не обнаружено.
В связи с этим, данное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия».
Пример осуществления способа. Выполняли сварное соединение с заданным положением концентратора растягивающих ОСН. Образец - стыковое соединение двух пластин из стали Ст3 с габаритами 200×170×6 мм выполненное полуавтоматической сваркой в СО2 за один проход. Режим сварки: сварочный ток - 200 А, напряжение дуги - 20 В, скорость подачи сварочной проволоки диаметром 1,2 мм равнялась 500 м/ч. Сварочных дефектов полученное соединение не имело.
На лицевую поверхность образца чертилкой наносили координатную сетку с шагом 10×10 мм. В узлах координатной сетки магнитоупругим измерителем механических напряжений ИМН-4М (разработка Воронежского государственного технического университета, ведущий конструктор Юршин А.Н.), оснащенным датчиком с базой измерения 5 мм и угломерным устройством с погрешностью ±2 градуса, определяли геометрические и количественные характеристики напряженного состояния стыкового сварного соединения.
Получили поле изостат, они же траектории наибольших Sσ1 (сплошные линии) и наименьших Sσ2 (штриховые линии) главных напряжений (фиг. 1, а). Ввиду симметрии поля относительно оси сварного шва показана картина только в верхней пластине образца. Концентратор растягивающих ОСН представляет собой сгущение изостат с центрами в двух изотропных (особых, сингулярных, ортотропных) точках расположенных: А - выше, В - ниже сварного шва. Эти точки задали вертикальную, перпендикулярную оси шва, прямую АВ, которую приняли за первую сторону равностороннего треугольника ABC. Концентратор решили переместить от исходного положения влево. Для этого третью вершину равностороннего треугольника точку С наметили противоположно запланированному направлению перемещения, т.е. справа относительно АВ и непосредственно на оси шва.
В условиях стрелкового полигона образец закрепили струбцинами на стенде. Обеспечили выполнение всех предусмотренных правил безопасности при использовании охотничьего нарезного огнестрельного оружия.
В точку С произвели одиночный выстрел из карабина самозарядного «Сайга» калибром 5,45 мм, предназначенного для промысловой и любительской охоты. Патрон - 5,45 ПС (индекс ГРАУ-7Н6) образца 1974 г. с обыкновенной пулей массой 3,4 г со стальным сердечником массой 1,43 г. Скорость пули 890 м/с. Кинетическая энергия пули составила 1346 Дж и оказалась достаточной, чтобы пробить в точке С навылет сварной шов толщиной 6<δ<7 мм (шов толще сваренных пластин за счет усиления шва). Пробоина имела правильную круглую форму без надрывов и трещин. Заусенцы на входе и выходе отверстия были удалены за счет формирования небольших фасок. При необходимости обеспечить герметичность сварных изделий, отверстие можно заварить или заглушить заклепкой.
После выстрела тем же прибором при участии того же оператора в тех же узлах координатной сетки вновь определили поле изостат, а в нем местоположение концентратора напряжений. Измерили количественные значения ОСН. Картину поля после выстрела показывает фиг. 1, б. При сравнении фиг. 1, б с фиг. 1, а и результатов измерений очевидно смещение концентратора растягивающих ОСН на 45 мм влево от положения, занимаемого им до выстрела. Это подтвердило эффективность заявляемого способа. При необходимости увеличения расстояния перемещения концентратора операцию следует повторить. Цена одного патрона по состоянию на 2016 год 0,14 доллара США.
Способ экономичен и может быть полезен в случаях:
1) удаления (разведения) друг от друга концентраторов ОСН для того, чтобы не суммировалось их неблагоприятное воздействие, например, при проходящих рядом сварных швах: параллельных, прямолинейного и кругового, двух круговых и т.д.;
2) перемещения концентратора растягивающих напряжений в зону напряжений сжатия для взаимной компенсации;
3) рационального сочетания остаточных напряжений с силовым потоком рабочих (эксплуатационных) напряжений от внешних нагрузок;
4) увода концентраторов ОСН от геометрических концентраторов, вызываемых технологическими дефектами (трещины, подрезы, непровары, шлаковые включения, газовые пузыри), нерациональными очертаниями швов, нерациональными элементами конструкций соединений.
Технико-экономический эффект предполагаемого способа выражается в повышении долговечности изделий, сопротивляемости потери устойчивости, стабильности их геометрических форм за счет появившихся возможностей оптимизации остаточного напряженного состояния в ответственных сварных узлах. При этом снижается вероятность их разрушения, минимизируются деформации, провоцирующие биения и заклинивания деталей машин и механизмов.
Claims (2)
1. Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений, заключающийся в том, что осуществляют перемещение концентратора растягивающих остаточных напряжений вдоль сварного шва, при этом определяют положение в концентраторе изотропных точек, расположенных симметрично и равноудаленно от оси сварного шва по разные от него стороны, затем изотропные точки соединяют прямой линией, которую принимают за одну из сторон равностороннего треугольника, а изотропные точки - за две его вершины, причем третью вершину треугольника намечают на сварном шве со стороны относительно концентратора, которая противоположна запланированному направлению перемещения концентратора, при этом осуществляют прострел сварного шва пулей навылет в точке расположения упомянутой третьей вершины.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пулевые отверстия заваривают или заглушают заклепкой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149482A RU2669669C2 (ru) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149482A RU2669669C2 (ru) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016149482A3 RU2016149482A3 (ru) | 2018-06-15 |
RU2016149482A RU2016149482A (ru) | 2018-06-15 |
RU2669669C2 true RU2669669C2 (ru) | 2018-10-12 |
Family
ID=62619409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149482A RU2669669C2 (ru) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2669669C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1446495A1 (ru) * | 1987-05-14 | 1988-12-23 | Воронежский Политехнический Институт | Способ определени остаточных напр жений в сварных конструкци х |
RU2413010C1 (ru) * | 2006-11-22 | 2011-02-27 | Смс Зимаг Акциенгезелльшафт | Способ и устройство для термообработки сварных швов |
RU2445591C2 (ru) * | 2009-11-23 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ определения механических напряжений |
RU2498241C2 (ru) * | 2011-06-09 | 2013-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ определения механических напряжений в деталях, изготовленных на металлорежущих станках |
RU2593256C2 (ru) * | 2014-06-04 | 2016-08-10 | Владимир Николаевич Семыкин | Способ снижения остаточных сварочных напряжений |
-
2016
- 2016-12-15 RU RU2016149482A patent/RU2669669C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1446495A1 (ru) * | 1987-05-14 | 1988-12-23 | Воронежский Политехнический Институт | Способ определени остаточных напр жений в сварных конструкци х |
RU2413010C1 (ru) * | 2006-11-22 | 2011-02-27 | Смс Зимаг Акциенгезелльшафт | Способ и устройство для термообработки сварных швов |
RU2445591C2 (ru) * | 2009-11-23 | 2012-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ определения механических напряжений |
RU2498241C2 (ru) * | 2011-06-09 | 2013-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ определения механических напряжений в деталях, изготовленных на металлорежущих станках |
RU2593256C2 (ru) * | 2014-06-04 | 2016-08-10 | Владимир Николаевич Семыкин | Способ снижения остаточных сварочных напряжений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016149482A3 (ru) | 2018-06-15 |
RU2016149482A (ru) | 2018-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109614721B (zh) | 疲劳载荷作用下的机械零部件缺陷验收分级方法 | |
CN106324099B (zh) | 环焊缝相控阵超声无损检测自动动态聚焦方法 | |
CN103586593A (zh) | 一种异种钢焊接冷裂敏感性预测方法 | |
CN103115963A (zh) | 电阻焊管焊缝爬波检测方法及其爬波探头 | |
RU2669669C2 (ru) | Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений | |
CN109030249A (zh) | 深水钢悬链线立管焊接接头的全尺寸疲劳试验方法 | |
CN109764820A (zh) | 一种定容燃烧火焰传播半径的测量角度步长确定方法 | |
CN105628510A (zh) | 一种金属焊接试片低温力学性能光学测试方法 | |
CN105891210B (zh) | 电阻焊点疲劳寿命的检测方法 | |
CN104318010A (zh) | 一种膜式水冷壁管内壁腐蚀失效临界判定方法 | |
CN115555756A (zh) | 一种焊后热处理焊接接头性能检测工艺 | |
CN111948076B (zh) | 一种套筒注浆孔和出浆孔内灌浆料表面硬度的测试方法 | |
Bally et al. | Characterisation of weld heterogeneity through hardness mapping and miniature tensile testing | |
CN209400478U (zh) | 一种电站锅炉安放式中径管t型角接接头相控阵模拟试块 | |
US10036693B2 (en) | Method and apparatus for evaluating ductile fracture | |
RU2687528C2 (ru) | Способ определения вида остаточных сварочных напряжений | |
CN105865351A (zh) | 一种锅筒内表面结垢厚度的无损检测方法 | |
RU2676119C1 (ru) | Способ получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной сторонах сварного соединения толщиной ≤10 мм | |
RU2603501C1 (ru) | Способ определения потенциально опасных участков трубопровода, содержащих отводы холодного гнутья, с непроектным уровнем напряженно-деформированного состояния | |
JP5325194B2 (ja) | T型溶接継手構造体におけるt継手部の疲労特性評価方法 | |
ITBO20090351A1 (it) | Dispositivo per il rilievo dello spessore del materiale da saldare con una saldatrice e relativa saldatrice provvista del dispositivo. | |
RU2670350C2 (ru) | Способ определения ширины зоны концентратов растягивающих остаточных сварочных напряжений стыкового соединения из стали | |
Vanhoye et al. | Design by simulation of the UT array inspection of a nozzle with a flexible probe: Definition of 3D trajectories and focusing parameters | |
JP6126962B2 (ja) | 溶接部材の寿命評価方法 | |
Song et al. | Constitutive Model and Fracture Criterion of Q345 Steel Welded Joints |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191216 |