Способ вварки круговых элементов в тонкостенные оболочковые конструкции Советский патент 1978 года по МПК B23K28/00 

(54) СПОСОВ ВВАРКИ КРУГОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

В ТОНКОСТЕННЫЕ ОБОЛОЧКОШЛЕ КОНСТРУКЦИИ

находится под действием сжимающих напряжений. Поэтому при последующей сварке таким образом собранного соединения в околошовной зоне возникают повышенные пластические деформации сжатия, что понижает стойкость сварного шва против трещинообразования и, следовательно, ухудшает качество сварного соединения.

Цель изобретения - улучшение качества сварки путем создания в зоне сварки растягивающих напряжений и обеспечение требуемой геометрии конструкции.

Для этого разницу в диаметраис кругового элемента и отверстия в оболочке выбирают равной величине изменения диаметра отверстия в результате упругого деформирования, после установки кругового элемента в отверстие снижают упругую деформирующую нагрузку на 10-50%, выполняют сварку и снимают полностью нагрузку в момент завершения сварки.

Технология способа заключается в следующем.

В специальном приспособлении собирают круговой элемент с оболочковой конструкцией и создают упругий выгиб кромок отверстия под круговой элемент, путем приложения к ним равномерно распределенной нагрузки. Круговой элемент изготавливают с диаметром, превышающим диаметр отверстия на величину его упругого выгиба, что обеспечивает минимально допустимый зазор в стыке, что благоприятно влияет на качество сварки.

После .установки кругового элемента в отверстие снимают деформирующую нагрузку на 10-50%.

При упругом выгибе зоны отверстия в оболочке цилиндрическая поверхность отверстия преобразуется в коническую, которая сопрягается с цилиндрической поверхностью кругового элемента только в нижней части по меньшему диаметру упруго растянутого отверстия, т.е. имеет место небольшая односторонняя разделка кромок . Последующее частичное снижение усилия деформирования вызывает соответствующее уменьшение только верхнего диаметра отверстия, в то время, как нижний диаметр встречая сопротивление кругового элемента/ почти не меняется. Это обеспечивает полное сопряжение стыкуелих кромок по толщине, и устраняет зазор в .стыке. Небольшое дальнейцбе снижение усилия приводит к взаимному давлению сопрягае1УИХ кромок отверстия кругового элемента. Получается посадочное неподвижное соединение, создающее условия невоз- можности относительного смещения свариваемых кромок в процессе сварки Таким образом, уменьшение усилия предварительного деформирования на

iu-50% после сборки кругового элемента с оболочкой позволяет получить появление переменного стыка по толщине кромок и устранить вероятность появления смещения кромок при сварке. После сварки кругового элемента с оболочкой нагрузку снимают полностью в момент завершения сварки. Это связано с тем, что к моменту завершения круговых швов на оболочках из теплопроводных сплавов, как правило, металл шва и околошовной зоны не успевает остыть до низких температур. Поэтому сброс нагрузки в этот момент приведет к напряжению зоны кругового соединения и переходу упругий деформации (на участках с низким модулем упругости) в пластическую деформацию.

величину нагрузки упругого деформирования выбирают условия создания в свариваемых кромках тангенциальных напряжений растяжения 0,5-0,8.

Пример. Вваривают жёсткий .фланец диаметром 60 мм в сферическую оболочку диаметром 350 мм. Материал АМГ 6, толщина свариваемых кромок 2,5 мм.

Сварка автоматическая однопроходная неплавящимся электродом с присадочной проволокой в среде аргона.

Режим сварки: JCB 130-140 А; VCB 12 м/ч; Дэ 3-4 мм; Д „р.ир 2 мм.

Параметры упругого деформирования наружный диаметр подкладного 70 Мм, диаметр опорного кольца 120 мм, начальное усилие упругого деформирования 950 кг, усилие деформирования после частичного сброса 880 кг.

В результате сварки получили, что максимальные отклонения геометрии изделия от заданного контура уменыаилИсь с 0,8 до 0,1 Мм, максимальное смещение кромок снизилось с 40 до 2% отклонение оси фланца от заданного положения при сварке по предлагаемому способу полностью отсутствовало, процент выхода годных деталей по окисным пленкам- уменьшился с 50 до 9%.

Формула изобретения

Способ вварки круговых элементов в тонкостенные оболочковые конструкции, при котором круговой элемент и отверстие в оболочке выполняют с разными диаметрами, кромки отверсстия упруго деформируют путем приложения к ним равномерно распределенной нагруэкир в отверстие вставляют круговой элемент и выполняют сварку, обличающийся тем, что с целью улучшения качества сварки путем создания в зоне сварки растягивающих напряжений и обеспечения требуемой геометрии конструкции, разницу в диаметрах кругового элемента и отверстия в оболочке выбиргиот равной величине изменения диаметра отверстия в результате упругого деформирования, после установки кругового элемента в отверстие снижают упруго ,зфopмиpyющyкl нагрузку на 10-50%J выполняют сварку и снимают полиостью нагрузку в момент завершения сварки.

Источники информации, принятые вр внимание при экспертизе

1.Авторское свидет альство СССР 228176, кл. В 23 К 28/00. 19.04.67.

2.Авторское свидетепьстао СССР 390887, кл. В 23 К , 1970.

3.Авторское свидетельство СССР

572351, кл. В 23 К 28/00, 16.07.75 (прототип).