SU1118509A1 - Способ правки сварных листовых конструкций - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПРАВКИ СВАРНЫХ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУЮДИЙ, заключающийс  в том, что сварной шов последовательно по участкам подвергают воздейст ,ВИЮ пульсирующей нагрузкой в направлении , перпендикул рном плоскости конструкции, отличающийс   тем, что, с целью повышени  качества сварного шва за счет обеспечени  точности его геометрии, одновременно с приложением пульсирующей нагрузки шов сжимают в направлении , перпендикул рном направлению приложени  пульсирующей нагрузкй. (Л с 00 СП О со

Description

Изобретение относитс  к сварке, в частности к способам правки свар ных соединений, и может быть испол зовано в различных отрасл х машино строени  при правке или упрочнении сварных швов крупногабаритных цель носварных конструкций. Известен способ правки сварных соединений, заключающийс  в том, ч после получени  сварного соединени удал ют проплав, жестко фиксируют соединение при помощи прижимов на плоской.наковальне и последователь но по участкам воздействуют на свар . ной шов в плоскости симметрии по следнего пульсирующей нагрузкой Cl Недостатком известного способа  вл етс  низкое качество сварного шва, обусловленное снижением точнос ти геометрии последнего. Искажение геометрии сварного шва возникает при ударной обработке шва вследстви его продольной и поперечной деформации . При этом применение жестких прижимов дл  фиксации сварного соединени , расположенных равномерно по длине последнего, позвол ет несколькоснизить поперечную деформацию сварного шва, однако наличие си между прижимами и соответствующими поверхност ми околошовной зоны свар ного соединени  преп тствует продольной деформации сварного шва, т прижимы не обеспечивают возможности течени  металла шва вдоль его продольной оси, что приводит в коне ном счете к изменению направлени  деформации соединени . Наиболее близким по технической .сущности и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  способ правки листовых сварных конструкций, заключающийс  в том, что сварной шов последовательно по участкам подвергают воздействию пульсирующей нагрузкой в направлении, перпендикул рном плоскости конструкции. Технологические эффекты виброударной обработки в широком диапазоне частот , реализуемые как следствие деформационного упрочнени , компенсации сварочных деформаций, перераспределени  напр жений 1 и II рода об условливают применение указанного метода дд  повышени  технологической прочности сварных соединений и точности сварных металлоконструкций снижение уровн  сварочных напр жений и деформаций. Известный метод приложени  пульсирующей нагрузки с помощью пневматических ударных уст .ройств активизирует микропластические деформации в обрабатываемых объемах металла и сопровождаетс  возбуждением в них регэонансных гармонических колебаний и вибраций. При этЬм остаточные сварочные и ини циируемые впроцессе приложени  пульсирующей нагрузки напр жени  взаимодействуют между собой в области значений, достаточных дл  эффективного течени  процессов упругопластического деформировани  металла 23. Однако этот способ характеризуетс  недостаточным качеством сварного шва, вызванным изменением геометрии сварного шва при его деформирований . При этом изменение . геометрии возникает вследствие течени  металла шва в поперечном направлении, в результате чего возникает деформаци  сварного соединени  в поперечном сечении., Цель изобретени  - повышение качества сварного шва за счет обеспечени  точности его геометрии. Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу правки сварных листовых конструкций, заключающемус  в том, что сварной шов последовательно по участкам подвергают воздействию пульсирующей нагрузкой в направлении, перпендикул рном плоскости конструкции, одновременно с приложением пульсирующей нагрузки шов сжимают в направлении, перпендикул рном направлению приложени  пульсирующей нагрузки. На фиг.1 изображена схема правки сварного соединени  с использрвани-. ем универсального сварочного оборудовани , на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Свариваемые детали1 и 2 устанавливают на сварочную подкладку 3, закрепленную на столе 4, который в свою очередь установлен на направл ющих 5 станины 6. Стол 4 имеет возможность перемещени  по направл ющим 5 в продольном направлении. К кромкам свариваемых деталей 1 и 2 прикладьгвают при помощи нагружающих устройств (не показаны раст гивающее усилие Рр, величину которог6 выбирают из услови  упругий деформации кромок деталей. 1 и 2. После этого производ т сварку деталей 1 и 2 при помощи сварочной горелки (не показаны ), закрепленной на ползуне 7, который установлен в направл ющих 8 с возможностью вертикального перемещени . Дл  закреплени  сварочной горелки используют универсал .ьный захват 9, предназначенный дл  креплени  инструмента. В процессе сварки образуетс  сварной шов 10, к которому приложено посто нное по величине раст гивающее усилие Pp.. После окончани  процесса сварки в захвате 9 закрепл ют инструмент дл  правки сварного соединени , в качестве которого используют пневматический молоток 11. Деформаци  сварного шва 10 осуществл етс  при

помощи бойка 12, установленного в молотке 11 с возможностью взаимодействи  со сварным швом 10. При правке последнегомолоток 11 с бойком 12 опускают при помощи ползуна 7 и прижимают боек 12 к сварному шву 10, а затем подают сжатый воздух в молоток 11. При этом боек 12 совершает возвратно-поступательное движение и взаимодействует со сварным швом 10, деформиру  последний. Степень деформации сварного шва 10 определ етс  усилием прижима бойка 12 к сварному шву 10 и давлением- сжатого воздуха. Одновременно перемещают стол-4 с установленными на нем сварочной подкладкой 3 и сваренными детал ми 1 и 2. При перемещении стола 4 в продольном направлении б.оек 12 последовательно по участкам воздействует пульсирующей нагрузкой . вплоскости cим 1eтpии сварного шва. 10 на последний- и деформирует

его.

1- .

Одновременно с. воздействием на сварной шов 10 пульсирующей нагрузкой соответствующие участки сварного шва 10 сжимают-в направлении, перпендикул рном плоскости симметрии последнего. Сжатие осуществл ют пу тем прижимас определенным усилием роликов 13 и 14, установленных с возможностью вращени  на ос х 15. Усилие прижима выбирают таким образом , чтобы напр жени  сжати  не превышали предела текучести дл  данного материала. Ролики взаимодействуют со сварным соединением .в околошовной зоне, а величину усили  прижима регулируют при помощи ползуна 16,устанобленного с возможностью возвратно-поступательного движени  в вертикальном направлении, на котором закреплены оси 15. В околошовной зоне и в зоне сварного шва 10 . реализуетс  плоска  схема напр жен ного состо ни , котора  характеризу ,етс  одноосным сжатием и одноосным раст жением. Напр жени  сжати  определ ютс  соответственно усилием при- жима роликов 13 и 14 ц поверхности деталей 1 и 2 и пульсируюдей ндгрузкой , которой воздействуют на сва,рной шов 10 при помощи бойка 12. Напр жени  раст жени  определ ютс 

раст гивающим усилием Рр, приложенным к сварному шву 10. Схема деформированного состо ни  в околошовной зоне и в зоне сварного шва 10 объемна . В околошовной-зоне схема деформированного состо ни  характеризу- етс  одноосным сжатием и двухосным раст жением. Поскольку прочность

металла сварйого шва, 10 меньше прочности основного металла сварного соединени , то в зоне сварного шва 10 схема деформированного состо ни  в этом случае характеризуетс  двухосным сжатием и одноосным раст жением. При этом течение металла шва 10 в продольном направлении исключает возможность потери устойчивости сварного шва 10 в процессе его деформации. При этом экспериментально определено, что в зависимости от толщины кромок свариваемых деталей , и 2 угол наклона роликов 13 и 14 относительно оси симметрии

сварного шва 10 может быть прин т 0-40°. При толщине свариваемых кромок S 2,0 Г1М угол наклона роликов принимаетс  равным О. При толщине свариваемых кромок S/-6,0 мм - 40°.

Установка роликов под углом к оси симметрии сварного шва при правке сварного соединени  объ сн етс  тем, что при увеличении толщины свари-ваемых деталей соответственно у величиваютс  геометрические характеристики усилени  шва, получаемого после сварки. При этом возникает необходимость создани  дополнительных касательных напр жений, которые определ ютс  усилием прижима роликов

к поверхности сварного соединени . Очевидно, -что при разложении сил по.правилу треугольника, величина горизонтальной составл ющей равна усилию прижима при угле наклона роликов к оси симметрии шва 45°С. С п/четом коэффициентов трени  скольжени  и трени  качени  угол наклона рудет л-- 40°, поскольку произведение коэффициентов

.; 0,9

Кроме того, последовательное сжатие участков сварного шва 10 в направлении , перпендикул рном плоскости симметрии последнего, может быть осуществлено путем воздействи  роликов 13 и 14 на противоположные кромки деталей-1 и 2. При этом угол наклона роликов 13 и 14 относительно оси симметрии сварного шва 10

равен 90°. Однако при этом отношение ширины свариваемых деталей (fc) к ихТолщине S должно удовлетвор ть условию 2. 5. При 5 возможна по SS . тер  устойчивости в поперечном направлении . Кроме того, сжатие участков сварного щ:ва таким образом воэ1 ожно только на плоских детал х.

, Правку сварного шва 10 провод т за один или несколько проходов, при

этом сварной щов 10 деформируют до полного устранени  остаточного прогиба .

Пример. Требуетс  устранить деформацию от сварки встык двух листов алюминиевого сплава Д16. Размер листов 1000-250-6,0 мм, ширинашва И 8,0 мм, толщина шва (с учетом усилени  и проплава) Ь 10,0 мм. Режим обработки: автоматическа  сварка с предварительным раст жением высокоскорсзстное деформировани сварного шва с одновременным сжатие последнего при помощи роликов. Предел текучести сплава Д1б sf 32 кгс/мм, модуль упругости е 7700 кгс/мм , ширина.рабочего по ска роликов С 10,0 мм, роликод Б 150 мм, диаметр/Ьойка .S 10,0 мм, скорость деформировйни  V 1,0 м/мин. Величина остатрчного про гиба поогле правки: -focr / Дл  того чтобы-не было потери устойчивости при сварке и последую щей правке/ принимаем необходимые напр жени  раст жени  в зоне упруг деформаций: 6р(0,б-0,8)6т Выбираем: , 6р 6т- 0,7-32 22,4 кгс/м Определ ем величину раст гивающего усили . При напр жени х раст  удлинение листов жеии  6р равно: 0,722,4-1000 2,04 мм. Усилие прикладываем по оси шва. Be личина раст гивающего усили  опред л етс  по формуле P k 6QOA 0,3-600-0, кгс где ,40 см, площадь поперечно го сечени  сварного шва; 1с 0,3, коэффициент, определ ю щий посто нство усили  в пр цессе сварки. . Определ ем величину усили  приж ма роликов .в процессе сварки в.тр5(б„-:-,,5б) Р с{6„-6,)| Е(о..&„) где dn,.6j;- начальное и конечное на пр жение в металле до и после правки,, кгс/м. Принимаем: „ 0,,832-- 25 ,6 кгс/мм ; (4к 0,,4-.32 12,8 кгс/мм f , b-«,8ipl ,о(2б,(,-1,,5-зг|. 7700(0,7-32-0,3 -Г2,в), Р 120 кгс. Принимаем значение удельной энергии , при которой нар ду с полным устранением деформации (focr еличины напр жений сжати  в шве и.на-. р жений раст жени  в околошовной зоне наименьшие. - 40 кгс м/сн Л п W N 0,8 40 . о.Л g10 1-0,8-0,6 где гт удара, ц 0,8.WN 2400 кгс м уд/мин. По зависимости WN f (PBO,) определ ем необходимое давление воздуха PBOJ 6,2 атм. Принимаем: атм. - Дл . правки используем пневматический молоток Р-1, количество проходов - 2, скорость перемещени  сварочного соединени  относительно де-. формирующего бойка принимаем равной скорости перемещени  горелки при сварке. Проведение правки сварного соединени  в соответствии с указаинь -ш расчетами показало наличие остаточного прогиба после правки ост 0,2 мм , что в соответствии с техническигда требовани ми/, предъ вл емыдш к данному соединению,  вл етс  допустимым. Способ позвол ет повысить качество сварного шва за счет точности геометрии, что достигаетс  благодар  созданию в объеме металла сварного ива двухосного сж.ати . Это приводит к уменьшению течени  металла в поперечном направлении и исключению поперечной деформации сварного соединени , а наличие одноосного раст жени  в объеме металла шва обес печизает устойчивость соединени  в процессе правки. Способ позвол ет повысить также одиородность структуры и прочность металла ива и снизить уровень сварочных напр жений в объеме конструкции .

Claims (1)

1. СПОСОБ ПРАВКИ СВАРНЫХ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ, заключающийся в том, что сварной шов последовательно по участкам подвергают воздействию пульсирующей нагрузкой в направлении, перпендикулярном плоскости конструкции, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества сварного шва за счет обеспечения точности его геометрии, одновременно с приложением пульсирующей нагрузки шов сжимают в направлении, перпендикулярном направлению приложения пульсирующей нагрузки.