RU2671783C1 - Способ уменьшения остаточных деформаций металлических листов при сварке - Google Patents
Способ уменьшения остаточных деформаций металлических листов при сварке Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671783C1 RU2671783C1 RU2017142124A RU2017142124A RU2671783C1 RU 2671783 C1 RU2671783 C1 RU 2671783C1 RU 2017142124 A RU2017142124 A RU 2017142124A RU 2017142124 A RU2017142124 A RU 2017142124A RU 2671783 C1 RU2671783 C1 RU 2671783C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- welded
- sheet
- matrix
- metal sheet
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
- B23K26/242—Fillet welding, i.e. involving a weld of substantially triangular cross section joining two parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
- B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу сварки металлических листов. Способ основан на использовании матрицы, на которую укладывают первый свариваемый лист металла. По периметру первого свариваемого листа металла между матрицей и первым свариваемым листом металла прокладывают герметизирующий жгут. Между матрицей и первым свариваемым листом металла водят шлаг вакуумного насоса и создают с помощью вакуумного насоса зону вакуума между первым свариваемым листом и матрицей. Прикладывают к первому свариваемому листу металла второй свариваемый лист металла по углом более ноля градусов и не более девяносто градусов и осуществляют сварку. При этом сварочный шов не доводят до границы герметизирующего материала. Сохраняют вакуум до остывания шва. В результате достигается уменьшение остаточной деформации свариваемых листов металла. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к технологическим процессам, более конкретно к сварке, и может быть использовано в производстве панельных металлических (алюминиевых и из алюминиевых сплавов) стрингерных конструкций в авиакосмической отрасли, судостроении, вагоностроении и других отраслях для повышения их качества и эстетического вида. Преимущественная область техники малое судостроение.
При сварке металлических конструкций в них возникают деформации -перемещения различных точек свариваемого изделия, такие как укорочение, изгиб, поворот сечения, изгиб, потеря устойчивости листовых элементов и др. Остаточные деформации остаются в сварной конструкции после окончания сварки и полного ее остывания. Во время изготовления сварных конструкций искажаются проектные формы и размеры изделий, которые требуют для восстановления нежелательного внешнего силового воздействия (правки).
(Сварочные напряжения и деформации: методические указания по лабораторным работам. Часть I и II / Сост. Т..Ю. Малеткина - Томск: Изд-во Том. Гос.архит.-строит. Ун-та, 2010)
Известен «Способ уменьшения сварочного коробления при односторонней сварке толстого листа» по заявке на изобретение от 03.10.1994 RU № 94045974 (заявка РСТ от 03.02.1994 № JP 94/00162)? по которому уменьшение сварочного коробления при односторонней сварке толстых листов, достигается обеспечением оптимальных условиях многоэлектродной сварки. По данному способу предназначенные для сваривания стальные листы состыковывают и соединяют прихваточным швом, после чего участок с прихваточным швом подвергают односторонней сварке для соединения листов. Применяется не менее трех сварочных электродов, а условия сварки определяются в соответствии с приведенным и формулами.
К недостаткам данного способа относится его применение для сварки сварке толстых стальных листов и необходимость постоянного определения оптимальных условий сварки.
Также известен «Способ соединения лучевой сваркой стрингеров с обшивкой при изготовлении стрингерных панелей» по патенту на изобретение от 27.08.2015 RU № 2614358, при котором обеспечивается геометрическая точности панели за счет минимального термического воздействия при сварке на полотно панели, что гарантирует сохранение рабочих характеристик материала полотна панели в зоне наибольших эксплуатационных нагрузок.
К недостаткам данного способа относится необходимость увеличения ширину шва (а, следовательно, и тепловложение), чтобы обеспечить стабильное формирование шва; возможно кратное увеличение необходимого тепловложения в зону сварки, приводящее к резкому увеличению усадочных сил и сверхнормативному остаточному короблению панели.
Наиболее близким способом уменьшения остаточных деформаций, принятом за прототип, термомеханическая правка (см. Сварочные напряжения и деформации: методические указания по лабораторным работам. Часть I и II / Сост. Т.Ю. Малеткина - Томск: Изд-во Том. Гос.архит.-строит. Ун-та, 2010). Она заключается в сочетании местного нагрева с приложением статической нагрузки, изгибающей исправляемый элемент в нужном направлении. При этом способе осуществляется приложение статических безударных нагрузок. Эта нагрузка может создаваться домкратами, прессами или другим устройствами. Применение дополнительного нагрева способствует снижению усилий для устранения деформаций.
Недостатком данного способа является его применение для жестких сварных узлов. Кроме того, при этом способе возможно образование трещин и разрывов в сварных швах.
Техническая задача, решаемая данным изобретением, заключается в снижении остаточной деформации при сварке и снижение вероятности образования трещин и разрывов в сварных швах.
Поставленная задача достигается тем, что первый свариваемый лист металла укладывают на матрицу заданной формы. При этом геометрические размеры (длина и ширина) и толщина матрицы должна превышать геометрические размеры и толщину данного листа.
По периметру первого свариваемого листа между матрицей и первым свариваемым листом металла прокладывают герметизирующий материал, вводят шлаг вакуумного насоса между матрицей и первым свариваемым листом металла, и создают с помощью вакуумного насоса зону разрежения.
Прикладывают к первому свариваемому листу металла второй свариваемый лист металла под углом более ноля градусов и не более девяносто градусов к первому свариваемому листу металла, и осуществляют сварку, при этом сварочный шов не доводят до границы герметизирующего материала. Вакуум сохраняется до остывания шва.
Данный способ иллюстрируется Фиг. 1, 2, 3. 4, где:
1 - первый свариваемый лист;
2 - второй свариваемый лист;
3 - сварочный шов;
4 - матрица;
5 - вакуумный жгут;
6 - вакуумный шланг;
7 - вакуумный насос.
На Фиг. 1 показана схема реализации способа - взаимное положение свариваемых листов и матрицы в изометрии.
На Фиг. 2 показано взаимное положение свариваемых листов и матрицы - вид сбоку.
На Фиг. 3 приведен вид уголковой деформации при сваривании листов без использования матрицы.
На Фиг. 4 показан результат сварки листов предлагаемым способом.
Данный способ может быть реализован известными в технике средствами.
Так авторами была осуществлена практическая реализация предлагаемого способа.
Для сравнения первоначально была проведена сварка без матрицы.
Было проведено наваривание электрической дугой переменного тока 130 А перпендикулярного второго сварочного листа 2 алюминия толщиной 5 мм на ровный первый сварочный лист 1 алюминия толщиной 5 мм. После остывания готовой конструкции было обнаружено, что первый сварочный лист 1 деформировался, потеряв ровную плоскость с лицевой стороны, а края были изогнуты примерно на 5 градусов. Также сварочный шов проявился в виде 3 мм увеличения на противоположной стороне первого сварочного листа 1.
Далее была проведена аналогичная сварка электрической дугой переменного тока 130 А первого сварочного листа 1 и перпендикулярного ему второго сварочного листа 2 с применением матрицы 4. В качестве матрицы 4 был использован ровный лист алюминия толщиной 10 мм. Первый сварочный лист 1 был закреплен на матрице 4 проложенным по периметру вакуумным жгутом (мастика) 5. Между матрицей 4 и первым сварочным листом 2 был введен вакуумный шланг 6 от вакуумного насоса 7. После создания зоны вакуума вакуумным насосом 7 была произведена сварка. Вакуум сохранялся до остывания рабочей поверхности.
В момент проведения сварочных работ первый сварочный лист 1 визуально стал увеличиваться, расширяясь по плоскости матрицы 4 на 1-2 мм по всем краям и не теряя вакуумного сцепления с матрицей 4.
После остывания, не теряя вакуумного сцепления, первый сварочный лист 1 вернулся в свои первоначальные размеры. Поверхность первого сварочного листа листа 1 осталась ровной как у матрицы 4. Края не загнулись и шов не выступал на лицевой части первого сварочного листа 1.
Это доказывает практическую применимость заявленного способа и достижение технического результата - уменьшение остаточных деформаций свариваемых конструкций при осуществлении сварки.
Claims (5)
1. Способ сварки металлических листов, включающий сварку первого металлического листа и второго металлического листа под углом не более девяносто градусов, отличающийся тем, что предварительно первый металлический лист закрепляют на матрице заданной формы с размерами, превышающими размеры первого свариваемого металлического листа, и с толщиной более толщины первого свариваемого металлического листа и по периметру первого свариваемого металлического листа между матрицей и первым свариваемым металлическим листом прокладывают герметизирующий жгут, вводят шланг вакуумного насоса между матрицей и первым свариваемым металлическим листом и создают с помощью вакуумного насоса зону вакуума между первым свариваемым металлическим листом и матрицей, при этом сохраняют вакуум до остывания шва.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сварку осуществляют посредством лазерной сварки.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что зону вакуума перемещают для обеспечения сварки по всей длине соединения свариваемых листов.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что матрицу передвигают относительно первого свариваемого листа для обеспечения сварки по всей длине соединения свариваемых листов.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в матрице сделано не менее одного отверстия для ввода вакуумного шланга.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142124A RU2671783C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ уменьшения остаточных деформаций металлических листов при сварке |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017142124A RU2671783C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ уменьшения остаточных деформаций металлических листов при сварке |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2671783C1 true RU2671783C1 (ru) | 2018-11-06 |
Family
ID=64103336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017142124A RU2671783C1 (ru) | 2017-12-04 | 2017-12-04 | Способ уменьшения остаточных деформаций металлических листов при сварке |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2671783C1 (ru) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1127726A1 (ru) * | 1983-02-10 | 1984-12-07 | Предприятие П/Я М-5671 | Способ изготовлени сварных конструкций |
SU1400831A1 (ru) * | 1986-04-28 | 1988-06-07 | Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева | Способ сварки |
SU1581525A1 (ru) * | 1988-10-25 | 1990-07-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Способ повышени прочности соединени |
RU2374047C2 (ru) * | 2004-05-18 | 2009-11-27 | Снекма | Способ дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа |
CN101954543A (zh) * | 2010-08-04 | 2011-01-26 | 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 | 一种铝合金薄板t型接头无飞溅低变形优质高效焊接方法 |
RU2443527C2 (ru) * | 2010-05-27 | 2012-02-27 | Иван Иванович Муравьёв | Способ изготовления ребристых панелей |
US8507827B2 (en) * | 2001-06-01 | 2013-08-13 | Airbus Operations Sas | Method for the production of metal profiles |
EP2853336A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-01 | Airbus Operations GmbH | Method of and system for fabricating a module through welding and peening the weld seam and/or the members |
RU2605032C1 (ru) * | 2015-09-24 | 2016-12-20 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Способ лазерной сварки ребристых панелей |
RU2606682C2 (ru) * | 2012-07-26 | 2017-01-10 | Ниссин Стил Ко., Лтд. | Изготовленная путем лазерной сварки фасонная деталь |
RU2627553C1 (ru) * | 2016-05-27 | 2017-08-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ электронно-лучевой сварки плиты с оребрённой поверхностью |
-
2017
- 2017-12-04 RU RU2017142124A patent/RU2671783C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1127726A1 (ru) * | 1983-02-10 | 1984-12-07 | Предприятие П/Я М-5671 | Способ изготовлени сварных конструкций |
SU1400831A1 (ru) * | 1986-04-28 | 1988-06-07 | Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева | Способ сварки |
SU1581525A1 (ru) * | 1988-10-25 | 1990-07-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Способ повышени прочности соединени |
US8507827B2 (en) * | 2001-06-01 | 2013-08-13 | Airbus Operations Sas | Method for the production of metal profiles |
RU2374047C2 (ru) * | 2004-05-18 | 2009-11-27 | Снекма | Способ дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде инертного газа |
RU2443527C2 (ru) * | 2010-05-27 | 2012-02-27 | Иван Иванович Муравьёв | Способ изготовления ребристых панелей |
CN101954543A (zh) * | 2010-08-04 | 2011-01-26 | 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 | 一种铝合金薄板t型接头无飞溅低变形优质高效焊接方法 |
RU2606682C2 (ru) * | 2012-07-26 | 2017-01-10 | Ниссин Стил Ко., Лтд. | Изготовленная путем лазерной сварки фасонная деталь |
EP2853336A1 (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-01 | Airbus Operations GmbH | Method of and system for fabricating a module through welding and peening the weld seam and/or the members |
RU2605032C1 (ru) * | 2015-09-24 | 2016-12-20 | Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО НИАТ) | Способ лазерной сварки ребристых панелей |
RU2627553C1 (ru) * | 2016-05-27 | 2017-08-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ электронно-лучевой сварки плиты с оребрённой поверхностью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhan et al. | Comparison between hybrid laser-MIG welding and MIG welding for the invar36 alloy | |
RU2249538C2 (ru) | Металлический конструктивный элемент обшивки | |
CN108747065B (zh) | 一种大规格薄壁ta5合金带t型筋板片的制造工艺 | |
CN108136528B (zh) | 角焊方法和角焊接头 | |
CN203847500U (zh) | 一种夹层板的连接结构 | |
CN105834601B (zh) | 用于角接焊的可调节焊接夹具及调试方法 | |
WO2015151739A1 (ja) | アルミニウムクラッド材の製造方法 | |
MX2019010071A (es) | Soldadura por resistencia de metales no soldables con capas intercaladas pulverizadas termicamente. | |
CN105817785B (zh) | 变厚度变截面薄壁工件的激光焊接方法 | |
US3842485A (en) | Method of making an explosively welded scarf joint | |
US11703281B2 (en) | Vacuum forming method | |
RU2671783C1 (ru) | Способ уменьшения остаточных деформаций металлических листов при сварке | |
JP2004203040A (ja) | 突合せ溶接された金属層のラミネート | |
JP3701862B2 (ja) | 鉄骨構造物の高強度継手施工方法 | |
CN105252118A (zh) | 全承载厢式车后门板焊接工艺 | |
CN104259661A (zh) | 一种用于t型结构件的激光焊接夹具 | |
CN104493431B (zh) | 一种飞机折叠机构抗应力腐蚀的方法 | |
CN107598405B (zh) | 焊接构件、变截面箱型构件和焊接方法 | |
RU2291770C2 (ru) | Способ изготовления металлических тонколистовых сварных конструкций без остаточных сварочных деформаций | |
JP2012135792A (ja) | レーザ溶接h形鋼の製造方法 | |
RU2443527C2 (ru) | Способ изготовления ребристых панелей | |
CN104801925A (zh) | 一种用于生产碳钢-高碳钢复合板的坯料的制造方法 | |
JP2019196252A5 (ru) | ||
JP2010234432A (ja) | 金属平板の製造方法 | |
US10357842B2 (en) | Method for welding nonferrous metal sheets |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190418 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20191002 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201205 |