RU2676119C1 - Способ получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной сторонах сварного соединения толщиной ≤10 мм - Google Patents
Способ получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной сторонах сварного соединения толщиной ≤10 мм Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676119C1 RU2676119C1 RU2017120698A RU2017120698A RU2676119C1 RU 2676119 C1 RU2676119 C1 RU 2676119C1 RU 2017120698 A RU2017120698 A RU 2017120698A RU 2017120698 A RU2017120698 A RU 2017120698A RU 2676119 C1 RU2676119 C1 RU 2676119C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stresses
- welded
- bullets
- thickness
- front side
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 2
- 241001482576 Saiga Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MOYKHGMNXAOIAT-JGWLITMVSA-N isosorbide dinitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[C@H]1CO[C@@H]2[C@H](O[N+](=O)[O-])CO[C@@H]21 MOYKHGMNXAOIAT-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
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
-
- 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)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при производстве сварных изделий из пластин толщиной ≤10 мм, работающих в условиях высоких нагрузок и давлений. Осуществляют пластическое деформирование зоны сварного шва путем выстрелов в зону сварного шва с лицевой стороны сварного соединения. Подбирают кинетическую энергию пуль, обеспечивающую их проникновение на 4/5 толщины пластин. С лицевой стороны сварного соединения получают вмятины от пуль, обусловливающие напряжения растяжения, а с его тыльной стороны - выпуклости от пуль, обусловливающие напряжения сжатия на тыльной стороне сварного соединения пластин. Полученные от выстрелов вмятины заваривают. Способ обеспечивает оптимизацию остаточного напряженного состояния сварного соединения, что приводит к снижению склонности к трещинообразованию сварных изделий. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области сварки, а именно к оптимизации напряженного состояния сварных соединений и может быть использовано при производстве сварных изделий, работающих под высокими нагрузками или высоким давлением.
На настоящий момент сведений о способах получения остаточных напряжений разного знака (растяжения и сжатия) на лицевой и тыльной стороне пластин толщиной ≤10 мм, составляющих сварное соединение, по доступным литературным источникам не обнаружено.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение долговечности, снижение склонности к трещинообразованию сварных изделий, работающих в условиях высоких нагрузок и давлений.
Технический результат достигается тем, что в способе получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной стороне сварного соединения толщиной ≤10 мм производят выстрелы в зону сварного шва на лицевой стороне сварного соединения с кинетической энергией пуль, обеспечивающей их проникновение на 4/5 толщины пластин, составляющих соединение, что вызывает напряжения растяжения на лицевой с вмятинами от пуль стороне пластин и напряжения сжатия на тыльной с выпуклостями от пуль стороне пластин, вмятины при необходимости заваривают.
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. Формировали остаточные напряжения разного знака в образце. В качестве образца взяли стыковое соединение двух пластин из стали Ст3 с габаритами 200×100×10 мм каждая, сваренное штучными электродами УОНИ 13/55 (ГОСТ 9466-75) диаметром 3 мм двумя проходами на стандартном режиме. Дефектов соединение не имело, усиление шва не снимали.
На лицевую и тыльную сторону пластин образца наносили координатные сетки с ячейками 10×10 мм. Общее число узлов сетки с каждой стороны по 304.
В условиях стрелкового полигона образец закрепили струбцинами на стенде. Обеспечили выполнение всех предусмотренных правил безопасности при использовании служебного и охотничьего нарезного огнестрельного оружия.
В зону сварного шва на лицевой стороне образца произвели пять выстрелов из карабина самозарядного «Сайга» калибром 7,62 мм, предназначенного для промысловой и любительской охоты. Патроны «Сапсан» 7,62×39 с массой пули 8 грамм. Скорость пули 710 м/с. Кинетическая энергия каждой пули составила 2016 Дж и оказалась достаточной для проникновения на глубину равную 4/5 толщины пластин. При этом с лицевой стороны образца углубления от пуль имели круглые, ровные, без трещин и разрывов края, а на тыльной стороне появились 5 выпуклостей в соответствии с числом выстрелов. Выпуклости также не имели трещин и надрывов поскольку произошло пластическое деформирование.
Измерения в узлах сетки производили физическим, неразрушающим, магнитоупругим методом (МУМ) с помощью прибора ИМН-4М разработки Воронежского государственного технического университета. Величина базы измерений магнитоупругого датчика, входящего в комплект прибора, 5 мм. Время измерений в одной точке (узле) менее 1 минуты. Затраты времени на измерения с двух сторон не превысили 9 часов. Все работы выполнялись одним оператором.
По результатам замеров МУМ в узлах координатной сетки углов наклона касательных к траекториям главных напряжений построили поля траекторий (изостат) на лицевой стороне образца (фиг. 1) и на его тыльной стороне (фиг. 2) [Кучер А.Т., Семыкин В.Н. Совершенствование методики и аппаратуры для определения остаточных сварочных напряжений магнитоупругим способом // Сварочное производство, 1995. №10. С. 32-33]. Картины этих полей отличаются радикально. Так, на фиг. 1 траектории наибольших главных напряжений (они показаны тонкими сплошными линиями) устремляются непосредственно к пробоинам, а фиг. 2 показывает направленность траекторий наименьших главных напряжений (они показаны штриховыми линиями) к выпуклостям от выстрелов. На фиг. 1 пробоины обозначены кружками, а на фиг 2 выпуклости обозначены кружками с перекрестиями.
Вдоль линии 3-3 измерили и количественные значения продольных σx и поперечных σy относительно сварного шва остаточных напряжений. Результаты представлены на эпюрах фиг. 3 и фиг. 4 для лицевой и тыльной сторон образца соответственно. Оказалось: вдоль линии 3-3 на лицевой стороне преобладают растягивающие поперечные напряжения αy с уровнем, превышающим +60 МПа. Вдоль той же линии 3-3 на тыльной стороне сформировались двухосные напряжения сжатия с уровнем продольных σx до - 70 МПа, поперечных σy до - 130 МПа. Таким образом, 5 выстрелов с проникновением пуль на 4/5 толщины сварного соединения обеспечили в нем напряжения разного знака (растяжения и сжатия) на лицевой и тыльной стороне. При необходимости вмятины от пуль могут быть заварены.
Способ может быть полезен: 1) при проектировании сварных консольных балок, работающих на изгиб; 2) для упрощения конструирования равнопрочных деталей; 3) для компенсации эксплуатационных напряжений в сварных изделиях типа асимметричных профилей, кронштейнов; 4) при рационализации силовых схем (т.е. способов восприятия и замыкания главных действующих в сварных конструкциях нагрузок) без введения специальных элементов, увеличивающих массу; 5) для регулирования местных напряжений; 6) для компенсации перегрузок вследствие превышения расчетных режимов при эксплуатации; 7) для компенсации снижения характеристик прочности в связи с повышением температуры при работе изделий; 8) при проектировании деталей гидро и пневмосистем, работающих при высоком давлении.
Технико-экономический эффект предполагаемого способа заключается в повышении долговечности, усталостной прочности и стойкости к трещинообразованию сварных изделий в машиностроении, строительстве, производстве гидро и пневмосистем высокого давления, обеспечении стабильности их геометрических форм за счет оптимизации путем регулирования их напряженного состояния. Это снижает вероятность разрушения или недопустимых деформаций ответственных изделий сварочного производства.
Claims (2)
1. Способ получения сварного изделия из пластин толщиной ≤ 10 мм с остаточными напряжениями растяжения на лицевой и напряжениями сжатия на тыльной сторонах сварного соединения, включающий пластическое деформирование зоны сварного шва путем выстрелов в зону сварного шва с лицевой стороны сварного соединения с кинетической энергией пуль, обеспечивающей их проникновение на 4/5 толщины пластин, при этом с лицевой стороны сварного соединения получают вмятины от пуль, обусловливающие напряжения растяжения, а с его тыльной стороны - выпуклости от пуль, обусловливающие напряжения сжатия на тыльной стороне сварного соединения пластин.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученные от выстрелов вмятины заваривают.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120698A RU2676119C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Способ получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной сторонах сварного соединения толщиной ≤10 мм |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120698A RU2676119C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Способ получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной сторонах сварного соединения толщиной ≤10 мм |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2676119C1 true RU2676119C1 (ru) | 2018-12-26 |
Family
ID=64753752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120698A RU2676119C1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Способ получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной сторонах сварного соединения толщиной ≤10 мм |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2676119C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1420035A1 (ru) * | 1987-02-23 | 1988-08-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ обработки сварных металлоконструкций |
| US6932876B1 (en) * | 1998-09-03 | 2005-08-23 | U.I.T., L.L.C. | Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces |
| JP2007277601A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属部材の製造方法及び構造部材 |
| RU2444423C1 (ru) * | 2010-07-26 | 2012-03-10 | Учреждение РАН "Институт физико-технических проблем Севера им.В.П.Ларионова СО РАН" | Способ снятия остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях стыков труб |
-
2017
- 2017-06-13 RU RU2017120698A patent/RU2676119C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1420035A1 (ru) * | 1987-02-23 | 1988-08-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ обработки сварных металлоконструкций |
| US6932876B1 (en) * | 1998-09-03 | 2005-08-23 | U.I.T., L.L.C. | Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces |
| JP2007277601A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属部材の製造方法及び構造部材 |
| RU2444423C1 (ru) * | 2010-07-26 | 2012-03-10 | Учреждение РАН "Институт физико-технических проблем Севера им.В.П.Ларионова СО РАН" | Способ снятия остаточных сварочных напряжений в сварных соединениях стыков труб |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109967842B (zh) | 一种eh36高强度钢厚板的不预热埋弧焊方法 | |
| JP2017173314A (ja) | 溶接熱影響部の疲労亀裂発生寿命評価試験法、平板試験片の製造方法、および平板試験片 | |
| Romanov et al. | Damage accumulation under variable loading of cyclically hardening material at the stages of formation and development of cracks | |
| RU2676119C1 (ru) | Способ получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной сторонах сварного соединения толщиной ≤10 мм | |
| Aranđelović et al. | Reparation, inspection and damage analysis of steam boiler | |
| Kec et al. | Stress-strain assessment of dents in wall of high pressure gas pipeline | |
| Savio et al. | Effect of tile thickness and projectile velocity on the ballistic performance of boron carbide against 12.7 mm AP | |
| JP6686645B2 (ja) | 鋼材の品質保証方法および疲労特性推定方法 | |
| JP2013057646A (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 | |
| Sedmak | Fatigue life prediction of casing welded pipes by using the extended finite element method | |
| JP5754242B2 (ja) | 鋼構造物の使用限界予測方法 | |
| Sukac et al. | The assessment of a material life cycle based on an analysis of fracture surfaces after fatigue failure | |
| CN102192858A (zh) | T型焊接接头结构体的t接头部的疲劳特性评价方法 | |
| RU2539111C1 (ru) | Способ определения сопротивления протяженному вязкому разрушению высокопрочных трубных сталей | |
| Binar et al. | Proving ultra-hard steel quality by means of measuring ballistic resistance influencing the life cycle of the material within a specific temperature range | |
| RU2593256C2 (ru) | Способ снижения остаточных сварочных напряжений | |
| 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 | |
| Kaufmann et al. | High‐strength steels in welded state for light‐weight constructions under high and variable stress peaks | |
| Saleh et al. | Analysis of the residual stress in ARMOX 500T armour steel and numerical study of the resultant ballistic performance | |
| Zheng et al. | Low cycle fatigue damage of gun barrel and its monitoring for prevention of fracture | |
| Bhetiwal et al. | Effect of Yield Criterion on Stress Distribution and Maximum Safe Pressure for an Autofrettaged Gun Barrel. | |
| RU2669669C2 (ru) | Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений | |
| CN114813416B (zh) | 一种管线钢管服役阶段环焊接头软化合于使用性评价方法 | |
| Elveli et al. | Blast-load response of thin steel plates after ballistic impact from small-arms projectiles | |
| Wu et al. | Quasi-static and dynamic engraving of small calibre projectile |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200614 |