SE458230B - Foerfarande foer frigoering av restspaenningar genom paasvetsning paa en ytteryta hos ett roer - Google Patents

Description

458 230 10 15 25 30 Med hänvisning till fig. 1 har enligt föreliggande upp- finning ytterytan hos en svets 2 mellan rörsektioncr 1 på- svetsats eller pàbyggnadssvetsats, så att svetsen 2 och en feriell riktning genom termisk kompression från ett påsvetsat parti 3, varigenom restspänningarna kan frigöras eller avlastas. ningarna hos svetsens 2 rytor skall kunna fri- eller för att de kvar- omvandlas till kvarvarande måste bredden L och höjden h hos det pàsvetsade partiet 3 uppfylla förutbestämda fordringar, beroende på dia- meter och väggtjocklek hos rörsektionen 1.

I det följande kommer att beskr uppfyllas för frigöring av rests När som visas i fig. över sträckan L För att de kvarvarande dragspän och den värmepàverkade zonens 4 inne göras på ett tillfredsställande sätt varande dragspänningarna skall kunna tryckspänningar, ivas de villkor som skall pänningarna vid pásvetsningen. 2 rörets 1 ytteryta är påsvetsad , är det påsvetsade-partiet 3 utsatt för kom- pression eller tryckspänning. Till föl per längdenhet i periferíell riktning är trycket när röret 1 komprimeras mot Till följd av belastningen oms yta, så att böjmoment utvecklas. rörets inneryta vid mitten av det spänning framkallas av det böjande jd härav blir belastningen hos röret pdg, där p dess axel. pännes röret vid dess ytter- Den axíella spänningen vid pàsvetsade partiet 3, vilken momentet, erhålles genom -ßb cab = 1,82p%e sinßb (1) På liknande sätt erhålles den periferiella spänningen genom O cb = voab (2) där s4 = :(1 - vÖ/(RZTZ) och R rörets medelradíe t: rörets väggtjocklek v: poissons tal b längden av en halva hos det pâsvetsade partiet.

När det påsvetsade partiet 3 komprimeras eller krympes i såväl períferiell som axiell riktni Till följd härav framkallas spänninga ningen erhålles genom ng, deformeras röret 1. r. Den periferiella spän- 10 15 20 25 30 5 458 230 acw = -p%(1 - e_8bcosßbj (3) och om längden L hos det påsvetsade partiet är tillräckligt stor, erhålles den axiella spänningen genom Obw = -vccw (4) Den genom ekvation (1) erhållna spänningen cab är drag- spänningen vid rörets 1 inneryta, medan spänningen acw är den tryckspänning som erhålles genom ekvation (3) vid rörets 1 inneryta. Både drag- och tryckspänningarna är en funktion av längden L. Dvs. ju större längd L, desto mindre blir spän- ningen oab och desto större blir tryckspänningen ocw. Därav följer att för att omvandla spänningarna som framkallas vid rörets 1 inneryta till de önskade tryckspänningarna, måste längden L hos det pàsvetsade“partiet vara större än ett förut- bestämt värde. Dessutom är de framkallade spänningarna beroende av radien R och väggtjockleken t. Fig. 3 visar sambandet mellan L/Jš; och spänningarna oab och acw. oab(t/pR) och -ocw(t/pR) är införda längs ordinatan.

Trycket p framkallas av restspänningarna hos den pâ- svetsade metallen och erhålles genom p=øyä (5) där oy är restspänningen hos den pâsvetsade metallen (= sträckhållfastheten) och h är höjden hos det påsvetsade partiet.

Från ekvationerna (3) och (S) erhålles -Bb CW cosßb) (6) o = -oy% (1 - e Av ekvation (6) framgår att tryckspänningen acw vid inner- ytan är proportionell till sträckhàllfastheten hos den på- h/t. En svetsad metall har den specifika sträckhållfastheten, så att om samma material användes W av förhållandet h/t. Härav följer att för att erhålla en önskad spänning acw, måste förhållandet svetsade metallen och till beror spänningen oc h/t väljas på lämpligt sätt.

När därför svetsens 2 ytteryta är pásvetsad med ett iämpiigr förhållande h/t och ett iampiigr förhåiianae L/Vñï] kan restspänningarna vid svetsens Z inneryta frigöras.

Förhållandet h/t och förhållandet L/dk? är erhållna genom 458 230 10 15 20 ZS 30 35 40 experiment, så att restspänningarna kan tillfredsställande frigöras. Experimenten genomfördes med stålrör.

Pig. 4 och 5 visar grafiskt sambandet mellan förhållandet h/t och den spänning som framkallas vid innerytan hos ett rör (restspänningen innefattar rcstspänníngen vid svetsen 2).

En öppen ring visar restspänningen när någon svetsfog ej före- ligger (dvs. restspänningen som Eramkullatsvid framställning av en påsvetsning), medan en fylld ring visar spänningen när en svetsfog föreligger. Fig. 4 visar de períferiella eller tangentiella spänningarna, under det att fig. S visar de axiel- la reststpänningarna.

Av fig. 4 framgår att samtliga svetsfogar uppvisar tryck- spänningar oberende av förhållandet h/t. De tangentiella rest- spänningarna är således tillfredsställande frigjorda.

Av fig. 5 framgår att när en svetsfog föreligger, gäller att ju lägre förhållande h/t, desto högre blir den kvarvarande dragspänningen. I fig. S är utvalda punkterna a,B och Y, vilka kan anses tillhandahålla säkerheten. Den linje som samman- binder maximivärdena för de typiska punkterna a odxß och linjen som sammanbinder maximivärdena för de typiska punkterna 6 och Y är betraktade som restspänningarna när förhållandet h/t varieras.

I praktiken kan en kvarvarande dragspänning i storleks- ordningen 10 kp/mmz vara tillfredsställande vid en svets.

När förhållandet h/t = 0,18, kan erhållas en dragspänning om 10 kp/mmz.

Det vill säga att när förhållandet h/t är större än unge- fär 0,2 kan restspänningarna vid svetsen 2 tillfredsställande frigöras.

Fig. 6 och 7 visar förhållandet mellan restspänningen och förhållandet L/(Ef = K. Pig. 6 visar den tangenrie11a restspänningen, medan fig. 7 visar den axiella restspänningen.

En öppen ring visar en restspänning när ej någon svetsfog föreligger, medan en fylld ring visar en restspänning när en svetsfog föreligger.

Av fig. 6 framgår att oberoende av förhållandet L/(kt = K är den tangentiella restspänningen en tryckspänning när en svetsfog föreligger.

Av fig. 7 framgår att när en svetsfog föreligger, och när förhållandet Lfi{ít = K minskas, blir restspänningcn en 10 15 20 5 458 230 dragspänning. Enligt fig. 7 år förhållandet K som tillhanda- hå11er Säkerhet lika med l. Yärdet_l motsvarar maximí- värdet hos den från ekvation.(J) erhållna kurvan som.visas i fig, St Vid värdet 1 överskrider dessutom den av ekvation (3) erhållna tryckspänningen den av ekvation.(J) erhållna drag-N spänningen. Sålunda rader ej någon motsägelse.

Vid föregående beskrivning av experimenten har ej.värme- tillförseln under pàsvetsningen tagits i beaktande..Vid normala svetstillstànd erhålles emellertid nästan ingen inverkan från värmetillförseln vid svetsníngen, när kylvatten strömmar genom röret.

Förhållandena h/t och K väljes alltefter ändamål. För exempelvis ett arrangemang som måste uppvisa stor tillför- litlighet väljes förhållandet K = 2. _ Som ovan beskrivits kan enligt föreliggande uppfinning en svetsmaskín användas för frigöring av restspänningar vid innerytan av en svets. Föreliggande uppfinning erfordrar ej någon anordning av stort format. Dessutom kan dimensionerna hos de pásvetsade partierna regleras så att restspänníngarna kan frigöras på ett tillfredsställande sätt. I ------_--------__-_..__

Claims (1)

1. 458 230 10 6 Eetentkrev Förfarande för frigöring av restspännnger vid en svets- fog hos ett rör, k ä n n e t e c k n e t av ett :veta- fogena ytteryte och en del ev det hopsveteede röret: ytteryte pà ömse sidor om fogen påsvetsae på sådant lätt, ett ett för- hållande h/t blir större än eller lika med 0,18 och ett för- hållande L/“Et blir större än eller lika med 1, varvid h be- tecknar höjden hos ett genom pàsvetsningen uppbyggt parti, t rörete väggtjocklek, L bredden hos det uppbyggda partiet och R betecknar rörets medelredie.