Способ изготовления сварных конструкций

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, при котором собранную заготовку консольно закрепляют и выполняют сварку с одновременным приложением деформирующей нагрузки, точки приложения нагрузки перемещают в направлении и со скоростью перемещения сварочных электродов, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и снижения трудозатрат при изготовлении тонкостенных ребристых панелей, нагрузку прикладывают к кромке ребра посредством резца, режущую кромку которого располагают в плоскости осей электродов, а величину нагрузки выбирают из условия получения удлинения свободного торца ребра, равного остаточному сдвигу ребра относительно панели.

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при двухдуговой сварке тонкостенных ребристых панелей в авиационной и других отраслях промышленности.
Целью изобретения является снижение затрат и расширение технологических возможностей при изготовлении тонкостенных ребристых панелей.
На фиг. 1 схематически представлено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 вид по стрелке Д на фиг.1; на фиг.3 ребристая панель после сварки без растяжения.
Способ осуществляют следующим образом.
На обшивку 1 устанавливают ребро 2 и производят сборку с консольным креплением. Со стороны торца собранную панель жестко закрепляют в станине 3. Устанавливают сварочную двухдуговую головку 4 с электродами 5, к кромке ребра 2, противоположно свариваемой, прикладывают усилие Р_z, осуществляемое резцом 6, который располагают в плоскости А-А осей электродов 5. Подбирают режим сварки из условий соединения обшивки 1 и ребра 2. Определяют усилие Р_z на ребро 2 и выбирают его из условия получения удлинения ₁ свободного торца ребра 2, равного остаточному сдвигу _ост. ребра относительно обшивки панели. Процесс сварки начинают с одновременного включения сварочной двухдуговой головки 4 и передвижения резца 6 с усилием Р_z по кромке ребра 2. В процессе сварки получают сварной шов 7 высокого качества, не имеющий деформаций после сварки. Проведенные эксперименты показывают, что зона приложения усилия Р_z должна быть расположена в плоскости А-А осей электродов 5.
При расположении режущей кромки резца 6 впереди плоскости осей электродов 5, например в точке С, в конце сварки резец 6 сходит с ребра 2 и участок 2 АС последнего оказывается без растяжения из-за снятия нагрузки. Возможно также образование зазора между обшивкой и ребром. Кроме того, сварка на участке АС без приложения растягивающей силы может дать тот же результат, что и в случае базового варианта, т.е. появляется остаточная деформация. Таким образом, одна часть панели отличается по геометрии от той части, сварка которой проходит без нагрузки.
Расположение резца 6 в точке В, в зоне шва за плоскостью сварочных осей электродов приводит к тому, что часть сварного соединения вместо растяжения сжимается и основная нагретая зона не участвует в растяжении.
Кроме зоны приложения усилия резца 6 важно определить величину данного усилия Р_z, которое находят из формулы
₁ где ₁ удлинение;
Р_z усилие растяжения;
l длина ребра;
Е модуль упругости материала;
F площадь поперечного сечения ребра, причем ₁= _ост.
P_z
Данные условия обеспечивают получение удлинения ₁ равного _ост. и получение сварного соединения с нулевой деформацией.
П р и м е р ы. Предварительно производят сварку тонкостенной ребристой панели без приложения усилия Р_z и находят величину деформации сдвига ребра относительно обшивки, т. е. находят _ост, которое составляет 0,5 мм. Затем выбирают усилие Р_z таким образом, чтобы обеспечить удлинение ребра относительно обшивки без сварки, равное усадке, т.е. ₁= _ост. Производят сварку образцов ребристых панелей из стали 1Х18Н10Т, длина 1000 мм, толщина обшивки 20 мм, ребра 1,2 мм, высота ребра 30 мм. Усилие P_z рассчитывают по формуле
P_z 340 кгс где _ост. равно 0,5 мм;
Е для стали 1Х18Н10Т равен 19000 кгс/мм²;
F площадь ребра равна 1,2х30 36 мм²;
l длина соединения составляет 1000 мм.
Усилие прикладывают в трех точках на расстоянии 100 мм впереди электрода, в точке С плоскости электродов, и по сварному шву за электродом в точке В сварку производят головкой СДДГ-3 для двухдуговой сварки на режиме I_CВ 100-120 А. Напряжение на дуге 10 В, скорость сварки 20 м/ч, расход аргона 6-7 л/мин. Качественными считают сварные соединения, не имеющие остаточных деформаций изгиба.
Результаты проведенных экспериментов приведены в таблице.
Из данных таблицы видно, что этот способ обеспечивает получение сварного соединения высокого качества, не имеющего деформаций при установке резца с усилием P_z 340 кгс в одной плоскости со свариваемыми электродами.
На основании проведенных экспериментов подтверждается правильность предлагаемого способа путем приложения усилия P_z 340 кгс в кромке ребра, противоположной свариваемой, в одной плоскости свариваемого электрода, вызывающего удлинение свободного торца ребра, равного остаточному сдвигу ребра относительно обшивки панели. Это приводит к снижению затрат и расширению технологических возможностей.
Таким образом, по сравнению с известным предлагаемый способ изготовления тонкостенных ребристых панелей позволяет повысить качество сварных соединений путем исключения сварочных деформаций при двухдуговой сварке ребристых панелей, а также снизить затраты за счет исключения необходимости применения спецоборудования для правки изделий и расширить технологические возможности при изготовлении ребристых панелей путем обеспечения возможности сварки панелей с односторонним подходом.
Изобретение относится к сварке и может быть использовано при двухдуговой сварке тонкостенных ребристых панелей в авиационной и других отраслях промышленности. Цель изобретения снижение затрат и расширение технологических возможностей при изготовлении тонкостенных ребристых панелей. Для этого производят сборку и консольное крепление обшивки панели и ребра. В процессе сварки синхронно с движением сварочного электрода прикладывают усилие к кромке ребра, противоположной свариваемой. Приложение усилия к кромке ребра осуществляют резцом, режущую кромку которого располагают в плоскости осей электродов. Усилие деформирования выбирают из условия получения удлинения свободного торца ребра, равным остаточному сдвигу ребра относительно обшивки панели. Способ позволяет исключить дорогостоящее оборудование для правки, снизить количество подварочных работ. 3 ил. 1 табл.