Способ обработки сварных соединений Советский патент 1987 года по МПК B23K28/00 

Изобретение относится к сварке, в частности к способу обработки сварных соединений, и может быть использован для повышения работоспособности сварных соединений и конструкций алюминиевых сплавов и других металлических материалов, имеющих неблагоприятную текстуру деформации в сварива- емьпс кромках, ориентированную под углом О - 60 к плоскости стыка.

Целью изобретения является повышение качества и работоспособности сварных соединений алюминиевых сплавов, имеющих текстуру деформации в свариваемых кромках, ориентированную под углом О - 60 к плоскости стыка.

На чертеже представлена схема обработки.

При сварке алюминиевых полуфабрикатов с текстурой деформации, ориентированной под углом О - 60° к плос- ,кости стыка, зерна и субзерна могут быть расположены параллельно линии сплавления или близко этому. Так как при сварке алюминиевых сплавов всегда образуются интерметаллиды и вторичные фазы, а их выпадание облегче- ,но на границах зерен, то границы, расположенные в непосредственной близости от сварного шва, являются наиболее разупрочненными, около них внутренние напряжения максимальны и, как следствие, по ним проходит, хрупкое преждевременное разрушение. Проплавлением со стороны усиления и корня шва достигается изменение структуры деформаций переходной зоны, переплавляется нбкогерентная линия сплавления, по которой выпала цепочка интерметаллидов и вторичных фаз. Форма сварного шва меняется, при этом поверхность перехода металл шва - основной металл становится более сложной и изогнутой, что затрудняет пробег трещины по ней. Все это в совокупности приводит к повышению прочности сварного соединения за счет затруднения распространения трещины, уменьшения внутренних напряжений вокруг линии сплавления, увеличения доли вязкого изломи, и удельной работы вязкого разрушения. При расположении проплавлений, когда их максимальная глубина приходится на линию сплавления, эффект повьш1ения прочности максимален, так как непроплавленная зона сплавления имеет минимальное значение .

3616 . 2

Оптимальная глубина и ишрина про- плавления установлены опытно-экспериментальным путем из условия обеспечения высокой прочности сварного соединения и рассчитываются по формулам

h (0,2-0,4) S ; b (0,5-2)

(1)

(2)

5

0

0

5

0

5

0

5

где о - толщина свариваемых деталей, мм;

h - глубина проплавления, мм; b - ширина проплавления, мм.

При глубине проплавления менее 0,2сГ положительный эффект проплавления за счет улучшения сопряжения шва с основным металлом практически не сказывается, а при проплавлений более 0,4 5 в металл переносится большое количество тепла, что приводит к разупрочнению сварного соединения. Ширина проплавления (0,5-2) «У установлена исходя из технологичности процесса и обеспечения максимальной прочности соединения; так, при ширине более 2 S дополнительного прироста прочности не наблюдается. I

Когда максимальная глубина проплавления приходится на линию сплавления, зарождение треш:ин и их распространение при растяжении максимально затруднено, так как непроплавленная зона сплавления имеет минимальное значение и зажата прогшавле- ниями с обеих сторон.

Проплавления электронным или лазерным лучом проводятся со сканированием с частотой 0-200 Гц, что определено опытно-экспериментальным путем из условия качественного проплава в зависимости от скорости проплавления амплитуды сканирования и состава материала.

Свариваемые кромки 1 подготавливают под сварку и собирают встык с зазором или без него, производят процесс сварки плавлением, после чего сварочную горелку 2 смещают на границу шва и на меньшем токе проплавляют зону сплавления с параметрами проплавления по формулам (1) и (2). Причем, проплавление можно проводить без предварительной зачистки поверхности.

Пример. Для сварки использовали .пластины из алюминиевого сплава.

3 131

свариваемые кромки которых имели текстуру деформации, ориентированную по отношению к плоскости стыка под углом 10 .После подготовки материала под сварку и сборки стыка проводилась автоматическая аргоно-дуговая сварка вольфрамовым электродом на переменном токе, а затем проплавление зоны

В табл. 2 приведены механические свойства сварных соединений при температуре испытаний - .

Таблица 2

На данном примере видно, что использование предлагаемого способа сварки с проплавлением по зоне сплавления на 30-40% повьшает прочность и на 80-100% вязкость сварных соедине164

сплавления без присадочной проволоки со стороны усиления и проплава (корня шва) способами гелиево-дуговой сварки вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой полярности и электронным лучом со сканированием.

В табл. 1 приведены параметры режимов сварки и проплавления.

Таблица 1

0

5

.1

НИИ, а следовательно их работоспособность.

Формула изобретения

1.Способ обработки сварных соединений, включающий проплавление дугой околошовной зоны со стороны усиления и корня шва, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения качества и работоспособности сварных соединений из алюминиевых сплавов с текстурой деформации, ориентированной под углом 0-60 к плоскости стыка, проплавление осуществляют на глубину h

(0,2-0,4)5 и ширину b (0,5-0,2)5, где (5 --толщина изделия, причем максимальную глубину проплавления располагают на линии сплавления сварного шва.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что проплавление осуществляют высококонцентрированным источником нагрева.

Изобретение относится к способам обработки сварных соединений из алюминиевых сплавов и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является повьшение качества и работоспособности сварных соединений с текстурой : деформации, ориентированной под углом О - 60° к плоскости стыка. Способ заключается в том, что осуществляют проплавление околошовной зоны, располагая максимальную глубину проплавле- ния на линии сплавления сварного шва. Проплавление осуществляют на определенную глубину и ширину. В результате достигается изменение структуры : деформации переходной зоны, поверхность перехода металл шва - основной металл становится более сложной и изогнутой, что затрудняет пробег трещины по ней. 1. з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. с (/)