SU1139597A1 - Способ устранени сварочных деформаций и напр жений в тонколистовых конструкци х - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦ№{ И НАЛРЖЕНИЙ В ТОНКОЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЯХ, при котором один . конец издели  жестко закрепл ют и выполн ют прокатку сварного шва и околошовной зоны между двум  вращаюпщмис  деформирующими роликйми, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  качества сварного соединени  путем устранени  микродефектов в поверхностных сло х шва, в процессе прокатки ролики принудительно перемещают и вращают в направлении , обратном направлению их перемещени  .

Description

1

Изобретение относитс  к сварочному производству и может быть использовано дл  устранени  деформации и напр жений, возникающих при сварке, преимущественно, тонколистовых конструкций в различных отрасл х машиностроени .

Известен .способ снижени  остаточных напр жений в сварных соединени х , при котором производ т проковку по гор чему металлу сразу после сварки или после его остывани  с целью создани  напр жений сжати  П ,

Указанный способ универсален, однако создает много шума, что ухудшает услови  труда.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс : способ устранени  деформаций и напр жений в тонколистовых конструкци х, при котором изделие о ним кондом жестко закрепл ют и затем обкатывают роликами д ,,

Однако известный способ малоэффе тивен вследствие того, что обкатка роликом соединени  частично воздейс вует на продольные и поперечные деформации и почти не оказывает вли ни  на микродефекты в поверхностных сло х сварного шва.

Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  путем устранени  микродефектов,

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу устранени  сварочных деформаций и напр жений в тонколистовых конструкхщ х, при котором один конец издели  жестко закрепл ют и выполн ют прокатку сварного шва и околошовной зоны между двум  вращающимис  деформирующими роликами, в процессе прокатки ролики принудительно перемещают и вращают в направлении, обратном направлению их перемещени .

На фиг.1 представлена схема осуществлени  предлагаемого способа на фиг. 2 - то же, вид сверху.

Способ осуществл ют следующим образом.

Изделие 1 (фиг.1 ) закрепл ют в зажим 2. Затем изделие устанавливают между роликами 3 и 4 и сжимают сварной шов и околошовную зону с усилием Р. Затем деформирующие ролики 3 и 4 начинают вращать в направлении, обратном направлению прокатки, и перемещают принудитель395972

но, вследствие чего верхний ролик 4 начингет проскальзывать, что ведет к раст жению сварного шва.

Ролик 4 проскальзывает равномерно в процессе всего продольного перемещени , при этом его вращают равномерно . Поэтому сварной шов раст гиваетс  равномерно и непрерывно. В начале процесса прокатки издели  10 (в момент включени  привода вращени  ролика 4 ) ролик начинает буксовать , причем скорость его вращени  посто нна, так как сила трени  скольжени  уравновешиваетс  силой сжа5 .ти  издели  роликами. При продольном принудительном перемещении ролика 4 участок шва, расположенный между роликом 4 и креплением 2, начинает раст гиватьс .

0 При обжатии шва роликами с одно-, .; временным раст жением происходит следующий механизм устранени  микродефектов .

При раст жении шва микродефекты

5 раскрьшаютс  (увеличиваютс  в продольном направлении),проскальзывающий ролик 4, проход  над дефектом, путем пластического течени  поверхностного сло  металла шва закрывает (ликвидирует ) дефект. После обработки издели  сварной шов укоротитс  на величину упругой деформации, что положительно скажетс  на ликвидации дефектов - те микродефекты, которые неполностью закрылись проскальзывающим роликом, закроютс  путем укорочени  шва. Так, например, при обработке роликом с проскальзыванием алюминиевого образца со стыKOBbiM швом из сплава АмГ - 6 толщи ной 4 мм чешуйчатость уменьшаетс  на 30%, а при обжатии шва роликами без проскальзывани  - на 10%,

Возможны несколько вариантов обработки сварного издели  предлагаемым способом: изделие обрабатьшаетс  в холодном состо нии; изделие обрабатываетс  в подогретом состо нии (до 400-500°С); изделие обрабатываетс  непосредственно в процессе .

сварки.

Последний вариант обработки  вл етс  наиболее эффективньм, так как сокращаетс  врем  изготовлени  и обработки издели  за счет совмещени  процесса сварки и обработки, а также ролик 4, установленный непосредственно за сварочной горелкой, обжимает с проскальзыванием еще . неуспевший остыть металл сварного шва. Именно в зоне расп.аложени  ролика , где металл остывает, формируетс  поле остаточных напр жений. Дополнительные пластические деформации удлинени , направленные вдоль сварного шва, вызываемые проскальзывающим роликом (равномерно раст гивающим) в высокотемпературной зоне сварного соединени , частичка компенсируют пласти ческие деформации укорочени  шва, вызываемые термическим воздействием процесса сварки и этот процесс протекает непрерывно. Ввиду того, что проскальзывающий роли, находитс  в высокотемпературной области, где материал св риваемых пластин имеет пониженные прочностные и более высокие пластич ские свойства, непрерывно протекае также процесс заглаживани  микродефектов в поверхностных сло х соедин ни . Раст жение шва по всей его длине способствует удалению дефектов , хот  при расположении ролика в высокотемпературной зоне это раст жение не  вл етс  определ ющим фа тором, а лишь вспомогательным. Основное вли ние на формирование пол  остаточных напр жений оказьшают касателЫные напр жени , вызываем проскальзывающим роликом в высокотемпературной зоне. Пример. Установка, позвол юща  реализовать предлагаемый способ , представл ет собой сварной сто с продольной прорезью. Свариваемые детали располагают на столе таким образом, чтобы свариваемый стык находилс  над прорезью. Прорезь позво л ет иметь доступ к обратной сторон шва. На одном торце стола смонтиров на вертикальна  массивна  стойка, н которой расположен зажим, фиксирую щий свариваемые детали при их обработке роликом с проскальзыванием. Над столом.на уровне 30 мм имеютс  специальные массивные направл ющие, расположеннью параллельно прорези в столе. По этим направл ющим перемещаетс  каретка, на которой расположен асинхронный двигатель НА100 L 8УЗ мощностью 1,5 кВт и к которой крепитс  сварочна  горелка . В опытах используют сварочный трактор ТС-17М-1, который находитс  (перемещаетс  ) на тех же направл ющих , но механизм его перемещени  отключен (разъединена фрикционна  муфта ). Трактор приводитс  в движение с помощью указанной каретки следующим образом. Горелка с помощью хомута крепитс  к каретке и при перемещении каретки горелка толкает трактор, при этом рассто ние от горелки до проскальзьшающего ролика минимальное и -составл ет 40 мл. На каретке установлен электродвигатель, на вал которого надет ролик диаметром 50 мм, изготовленный из стали 65Г. На каретке вертикально приварена стойка, оканчивающа с  в верхней части гайкой . Через гайку пропущен винт (винтова  пара Hcnojtb3OBaHa от токарного станка ), который приводитс  во вращение с помощью мотор-редуктора МЦ2С-125-112-ЦТ2, установленного на стойке, на которой расположен зажим дл  деталей. При вращении винта каретка с проскальзьшающим роликом перемещаетс  поступательно. Каретка имеет -образную консоль, котора  оканчиваетс  свободно вращающимс  роликом и медным ползуном . Сжатие деталей осуществл ют через нижний ролик путем его поджима с помощью домкрата, установленного на тележку, пере ещающуюс  по полу. Таким образом, домкрат wieeT возможность перемещатьс  вместе с нижним роликом. В опытах сваривают пластины размером 800x300x1 из стали Ст.Зсп ГОСТ 380-71. Сварочный ток 3 110 А, напр жение дуги и 23 В, скорость сварки V 60 м/ч, усиление шва у 0,3 мм. Усилие сжати  роликов Р 1000 кг. При обкатке роликами без проскальзывани  усиление шва составило ij 0,27 мм, при обкатке роликами с проскальзыванием усиление шва составило у 0,2 мм, т.е. в первом случае усиление шва уменьшилось на 10%, а во втором на 30%. Микродефектов не обнаружено. При обкатке шва pojDiKOM с проскальзыванием чешуй 5 атость шва полностью отсутствует, а при обкатке без проскальзьюани  чешуйчатость почти не устран етс  и составл ет примерно 0,07 мм. Предлагаемый способ по сравнений с базовым объектом (прототип ) повьшает эффективность устранени  деформаций за счет одновременной обкат$113 ки с раст жением шва и околошовной зоны; устран ет микродефекты в поверхностных сло х сварного шва -путем воздействи  на них касательных напр жений в результате проскальзывани  ролика относительно издели , улучшает геометрию шва аа счет его обработки проскальзывающим роликом. При использовании в производстве предлагаемого способа повьш аетс  97 качество сварного шва вследствие устранени  в нем микродефектов.и тем самым работоспособность сварного соединени ; улучшаетс  товарный-вид сварного соединени  в результате обработки шва проскальзывающим роликом , повьшаетс  срок службы сварного соединени  за счет улучшени  механических свойств сварного шва.

Фиг. г

Claims (1)

1. (54 )(57-) СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ СВАРОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В ТОНКОЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЯХ, при котором один . конец изделия жестко закрепляют и выполняют прокатку сварного шва и околошовной зоны между двумя вращающимися деформирующими роликами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем устранения микродефектов в поверхностных слоях шва, в процессе прокатки ролики принудительно перемещают и вращают в направлении, обратном направлению их перемещения .