Способ сварки горячекатаных полос Советский патент 1986 года по МПК B23K11/04 

Изобретение относится к области сварки горячекатаных полос для устранения влияния повышенных механических свойств шва на усилие прокатки и является усовершенствованием известного способа по авт.св. № 564937

Максимальное значение коэффициента концентрации напряжений около кругового отверстия при одноосевом растяжении равно 3. Отверстие не оказывает заметного влияния на распределение напряжений на расстоянии 2-3 диаметров от его края.

Сварочные напряжения могут достигать значений, близких пределу текучести свариваемого металла. Поэтому перфорация отверстий с шагом менее 2 3 значений их диаметров создает по всей дЛине шва напряжения, способст- вующие обрыву полосы при прокатке.

Целью изобретения является повышение надежности сварного шва путем уменьшения концентрации напряжений на шве между отверстиями при неравномерно распределенных по длине гава ме ханических свойствах.

Наибольшие значения пределов текучести, прочности и твердости металла шва наблюдаются в середине полосы. Распределение механических свойств достаточно точно описывается линейными уравнениями. Различие в механических свойствах шва по середине полосы и на кромках достигает 20%. При поступлении в очаг деформации сварного шва с неравномерно распреде ленными механическими свойствами возникает неравномерность деформации шва по ширине полосы, что приводит к неравномерности распределения на- пряжений по длине шва. Так как отверстия являются сами по себе концентраторами напряжений, то необходимым условием эффективности их применения для компен(Ьации неравномерности рас- пределения механических свойств по длине шва является распределение их с интервалом 3-5 диаметров. Необходи йое количество отверстий одного диаметра или даже распределение их с пе ременным шагом по длине шва не всегда может обеспечить условие минимально допустимого расстояния между отверстиями .

Применение отверстий переменного диаметра позволяет не только компенсировать перепад пластических свойст етзлла шва за счет изменения объема

10

IS

или20

324242

деформируемого металла, но и устранить их взаимное влияние на напряженное состояние шва на участках между отверстиями.

Учитывая, что отверстие меньшего диаметра незначительно влияет на изменение напряженного состояния вблизи большего отверстия, расстояние между отверстиями должно быть равным 3-5 значениям большего диаметра двух соседних отверстий.

Изменение диаметра отверстий должно соответствовать закону изменения механических свойств по длине шва. В общем виде величину диаметра определяют по формуле

,(A- 1/х/)

или

D ofDe, где В - ширина полосы;

А - функция, характеризующая распределение предела текучести сварного шва по ширине полосы .

Данная функция достаточно точно апроксимируется уравнением вида

Л А- д/х/,

так как механические свойства шва распределяются симметрично относительно середины полосы, начало координат выбрано в середине, а координата берется по абсолютной величине. Конкретные значения коэффициентов управления А и С получены путем статической обработки (по методу наименших квадратов) экспериментальных данных по распределению предела текучести по длине сварного шва.

Таким образом, на участках сварного шва с меньшим пределом текучест диаметр отверстия должен быть меньше, а на участках с большим пределом текучести - больше.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Горячекатаная полоса с разматыва- теля поступает к ножницам для обрезки конца, после чего осуществляют стыковую сварку конца предьщущего и переднего конца последующего. После сварки со шва удаляют грат и затем по длине шва выполняют отверстия переменного диаметра согласно закону изменения механических свойств шва по его длине. Вьтолнение шва с отверстиями переменного диаметра позво31232424

ляет компенсировать неравномерность пряжений на участках шва между от- механических свойств металла по дли- верстиями, и тем самым повысить про- не шва и уменьшить концентрацию на- катываемость швов на стане.