Способ получения сварного соединения Советский патент 1990 года по МПК B23K33/00 

Изобретение относится к технике сварки, а именно к сварным соединениям короткими швами, имеющими широкое применение в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности использования сварочных материалов и электроэнергии.

На фиг. 1-3 представлены возможные варианты осуществления способа; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 1-3; на фиг, 5 - эпюра распределения нагрузки в шве.

Сварной шов выполняют максимально приближенным к равнонапряженному по длине, т.е. соответствующим эпюре распределения рабочи-х нагрузок в шве, причем концевые участки шва выполняют с

глубиной проплавления Н, обеспечивающей возможность воспринять максимальные напряжения, возникающие в шве, т.е. воспринять основную часть нагрузки Р (фиг. 1), а среднюю часть длиной I выполняют с глубиной проплавления h, величина которой учитывает степень неравномерности в распределении касательных напряжений по длине шва

,, Тмакс

V-z. ,

tcp

где Тмакс - касательные напряжения, возникающие в концевых участках шва;

гср- касательные напряжения, возникающие в средней части шеа.

Если обозначить площадь концевого участка в продольном сечении через F,

А

сл

ь,

«raJt

00

а площадь средней части шва выразить как I -h, то они должны соответствовать следующей зависимости:

F Тмакс

l-h -т,

ср

где

ТСр -

Тмакс

Таким образом можно составить уравнение

г- . Тмакс .

V

h TMSKCI

откуда

Поскольку площадь F прямо пропорциональна глубине проплавления Н, то глубина проплавления h в средней части шва находится в прямо пропорциональной зависимости от глубины проплавления Н концевых участков шва и обратно пропорциональна длине средней части шва I и степени неравномерности V в распределении касательных напряжений по длине шва. Другими словами, при возрастании глубины проплавления Н концевых участков шва, обеспечивающих возможность воспринять основную часть нагрузки Р, глубина проплавления h средней части шва также растет, но ее величина тем меньше, чем больше длина средней части I (при условии, что длина концевых участков изменяется) и соответственно степень неравномерности V в распределении напряжений по длине шва.

Таким образом, учитывая эту зависимость, появляется возможность при формировании средней части шва сэкономить сварочные материалы и соответственно электроэнергию, необходимую для формирования этой части шва. Концевые участки шва, где нагрузка максимальна, можно выполнить в виде точки.

Необходимый диаметр точки определяется следующим образом. Из эпюры распределения нагрузки в шве (фиг.5) видно, что за линией а -- а действуют усилия Р больше Рср, поэтому для расчета принимаем, что на данных отрезках швов действуют максимальные усилия Рмакс

Из условия -f т,

определяем, что

С

макс

(1)

м

Площадь сечения точки ,(2)

где S - площадь свариваемого металла.

Подставив значение F из выражения (2) в выражение (1), имеем

Р

0

Отсюда

n .Q - макс

м

п Рмакс

Длина среднего участка шва

I L-2D.

где L - общая длина сварного соединения. Пример. Проводили сварку углового шва (фиг. 1), Сварку выполняли с переменной глубиной проплавления, сварной шов

имел следующие параметры: L 80 мм; I 50 мм; 3 6 мм; Н 8 мм; h 3 мм. По сравнению со швом с постоянной глубиной проплавления h б мм и равнопрочным рассматриваемому экономия сварочного материала (проволока Св.08Г2С $1,6) на одном шве составляла 0,0104 кг, а экономия электроэнергии - 0,0312 кВт- ч.

30

Формула изобретения

Способ получения сварного соединения, включающий сварку деталей по крайней мере одним швом с переменной глубиной проплавления по его длине, отличающийся тем,

что, с целью повышения эффективности использования сварочных материалов и электроэнергии, сварной шов выполняют с переменной глубиной проплавления, соответствующей эпюре распределения рабочей нагрузки по длине шва, при этом на участках максимальных напряжений сварку ведут с большей глубиной проплавле- ния, чем на остальных участках, где сварку ведут с глубиной проплавления прямо пропорциональной максимальной глубине проплавления и обратно пропорциональной длине этих участков и степени неравномерности в распределении напряжений в сварном шве.

1574413

г-&

Изобретение относится к сварке, а именно к способам получения сварных соединений короткими швами, имеющими широкое применение в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности использования сварочных материалов и электроэнергии. Шов выполняют максимально приближенным к равнонапряженному по длине. Максимально нагруженные участки шва выполняют с глубиной проплавления, обеспечивающей возможность воспринять максимальные напряжения, возникающие в шве. Другие участки шва выполняют с глубиной проплавления, прямо пропорциональной глубине проплавления максимально нагруженных участков шва и обратно пропорциональной длине этого участка шва и степени неравномерности в распределении напряжений в коротком шве. В результате получают равнопрочный шов с наименьшими затратами сварочных материалов и энергии. 5 ил.

xl V

сриг.З А-А

н

950вбв К 901ВИ09Ж вЬ

Фиг. 4

i

мин