SU1159740A1 - Способ сварки кольцевых швов оболочковых конструкций - Google Patents

Abstract

СПОСОБ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ ОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий деформирование свариваемых кромок и сварку вертикально расположенным электродом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и снижени  трудоемкости, деформацию в свариваемых кромках создают в процессе сварки путем непрерывной овализации свариваемых торцов в упругой области деформации, располага  большую ось образующегос  овала под углом cL 30-45° к оси электрода, величину овализации задают из соотношени  ,, D ЛВ мм. коэффициент, учитьшающий где К пластические свойства свариваемого металла (К 0,10 ,5), D - диаметр свариваемых деталей, мм, сГ - толщина свариваемых деталей, мм, а электрод располагают в верхней (Л зоне раст нутых кромок, наход щейс  между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала. ел со -ч1

Description

Изобретение относитс  к сварке реимущественно тонкостенных констукций с минимальными остаточными еформаци ми, в частности к способу варки кольцевых швов оболочковых онструкций и может быть использовао в различных отрасл х промьпиленности .

Цель изобретени  - повышение производительности и снижение трудоемкоси изготовлени  сварных конструкдай.

Указанна  цель достигаетс  тем, то электрод располагают в верхней зоне раст нутых кромок, наход щейс  между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала.

На чертеже представлена схема реализации способа, разрез по свариваемому стыку.

Способ осуществл ют следующим образом.

Между роликами 1 устанавливают свариваемые детали 3. Затем сближают ролики 1 и 2 в положение l и 2 до образовани  овала свариваемыми кромками деталей 3. Деформацию овализации производ т в упругой деформадаи на величину лВ (D,r-D), а D определ ют из соотношени 

лБ к|:,

где D - диаметр свариваемых деталей (известен),

. еГ - толпщна свариваемых деталей (известна),

.К - козффи191ент, учитьшающий

пластические свойства свариваемого металла, К 0,10 ,5.

. .

Проведенные эксперименты показали, что дл  металлов с малой пластичностью К 0,1-0,2, а дл  пластичных, материалов К 0,3-0,5. Если дл  : хрупких материалов (например углеродистых сталей с высокой прочное тью) вз ть К больше 0,2, то деформаци  выходит за область упругой и при сн тии нагрузки овал не возвращаетс  к первоначальному диаметру, кроме того наблюдаетс  растрескивание кромок деталей. Если же дл  хрупкого материала К вз ть меньше 0,1, то раст жени  вфомок недостаточно, чтобы предотвратить усадку шва и свариваемьтй узел имеет остаточную деформацию « Однако дл  пластичных материалов (например нержавеющих сталей; К не должно быть меньше 0,3, так как в-противном случае раст жение кромок мало и не предотвращает усадки, котора  на пластичных материалах больше. Если же К будет боль- . ше 0,5, то деформаци  кромок выходит за упругую и детали тер ют форму кольца.

Когда устанавливают ДВ, становитс  известно на какую величину овализовать свариваемые кромки дл  данного материала и размеров деталей. Ролики 1 и 2 сближают на рас(то ние ЛВ и овализируют стык деталей. Затем

5 детали перемещают вместе с роликами так, чтобы больша  ось овала соста,вила с вертикальной осью угол ot 30-45°. При угле ot меньше 30° вертикально расположенна  горелка находитс  вблизи вершины овала, следовательно , остывающий металл шва .проходит зону спада раст гивающих напр жений.

Лучший эффект предотвращени  усадки сварного шва вы вл етс  тогда , когда остывающий от высоких температур металл шва находитс  в зоне возрастающих раст гивающих напр жений от овализации. В противном случае наблюдаетс  остаточна  деформаци  после сварки. Если же угол об между вертикальной и большой осью овала больше 45 , то горелка находитс  в самом начале раст гивающих

5 напр жений, когда они еще очень малы и металл шва закристаллизуетс  раньше , чем достигнет нужных раст гивающих напр жений. Следовательно, усадка шва не будет предотвращена. А переместить горелку в этом случае в зону больших раст гивающих напр жений нельз , так как свариваемые кромки по отношению к горелке располагаютс  под углом, жидкий металл стекает, что вызывает плохое формирование шва. После того, как большую ось овала располагают под углом «. 30 45 в вертикальной оси, горелку располагают в верхней зоне раст нутых

0 кромок, наход щейс  между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала так, что участок свариваемых кромок перпендикул рен вертикально расположенной горелке.

5 Затем за игают дугу, роликам сообщают вращакнцеес  движение и начинают сварку. В процессе сварки производ т овализацию всех последующих участков 3 стыкуемых кромок, а кристаллизующийс  металл шва и разогретые свариваемые кромки испытывают деформацию рас т жени , обратную усадочной. Это предотвращает усадку сварного соединени , а значит и остаточную деформа1даю . Пример.. При автоматической аргоно-дуговой сварке кольцевого шва диаметром 100 мм обечайки из стали Х18Н10Т толщиной 1,5 мм степень овализации определ ют гго формуле: AD K: - 22 мм. Дл  нержавеклдих стелей К 0,3. Сва риваемые детали устанавливают на р.олики сборочно-сварочного стенда, прихватывают и рвализируют, сближа  ролики на величину лТ) 22 мм. Затем устанавливают узел с роликами так, чтобы больша  ось овала находилась относительно вертикальной оси под углом oi 40 . .Горелку устанавливают на горизонтальном участке раст нутых кромок, наход щемс  между этими ос ми. Зажигают дугу и сообщают вращение роликам. Сварку провод т при режиме 1. 90 А, V Юм/ Сваривают кольцевые швы диаметром 60, 80 мм. Сварные узлы, вьшолненные пред . лага,емым способом, в основном не име 404 ют остаточных деформаций или имеют незначительные отклонени  в пределах допустимых инструкци ми без исправлени . Трудоемкость изготовлени  сварных конструкций предлагаемым способом снижаетс  на 50% по сравнению с базовым, согласно которому детали перед сваркой подвергают выштамповке свариваемых кромок. Величину вьпптамповки определ ют величиной усадки сварного узла, которую провод т предварительно без выштамповки кромок. После вьпаамповки детали устанавливают в сборочно-сварочное приспособление и производ т прихватку и сварку на том же режиме. По известному способу гораздо сложнее подобрать величину выштамповки, приходитс  сваривать несколько узлов прежде, чем экспериментально определ ют нужный размер. Затем изготавливают .оправку, причем дл  каждого диаметра узла и его т.олщины величина вьш1тамповки друга , а следовательно и друга  оправка. Выштамповку производ т в другом цехе , детали нужно транспортировать туда и обратно на сварку. Все перечисленное в большой степени увеличивает трудоемкость, снижает производительность изготовлени  сварных узлов и повышает их стоимость.

Claims (1)

1. СПОСОБ СВАРКИ КОЛЬЦЕВЫХ ШВОВ ОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий деформирование свариваемых кромок и сварку вертикально расположенным электродом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения трудоемкости, деформацию в свариваемых кромках создают в процессе сварки путем непрерывной овализации свариваемых торцов в упругой области деформации, располагая большую ось образующегося овала под углом о(= 30-45° к оси электрода, величину овализации задают из соотношения

   Z1D = К , мм, * где К - коэффициент, учитывающий пластические свойства свариваемого металла (К = 0,ΙΌ, 5),

   D - диаметр свариваемых деталей, мм, сГ - толщина свариваемых деталей, мм, а электрод располагают в верхней зоне растянутых кромок, находящейся между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала.

   >

   1 1159740 2