Способ вварки кругового элементав оболочковую конструкцию

Сева Саеетскмк Сфв 1 малмстмческмк РеспубвмкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВЧОРСКОНУ СВ ТИЗЬСТВУ Фво 833397(22) Заявлено 230779 (21) 2809939/25-27с присоединением заявки ЙР(23) ПриоритетОпублнковано 300581, Бюллетень М 20Дате опублИкования описания 300581 511 М. К . В 23 К 28/00 ГвсуАавствеяяый квинтет СССР ЙФ Асов язвбфетфяяЯ я вткваютяЯ(54) СПОСОБ ВВАРКИ КРУГОВОГО ЭЛЕМЕНТА В ОБОЛОЧКОВУЮ КОНСТРУКЦИЮИзобретение относится к сварке,в частности, к способу вварки кругового элемента в оболочковую конструкцию, и может быть использовано присборке и сварке круговых соединенийв оболочках двоякой кривизны (цилиндры, торы и пр,) в машиностроительной,авиационной, судостроительной и др.областях промышленности.Известен способ уменьшЕнияостаточных сварочных деформаций инапряжений в тонкостенных оболочковых конструкциях, заключающийсявтом, что ввариваемый элемент изготавливают с компенсационным кольцомзаданных размеров, которое послесварки осаживают под прессом 11,Однако этот способ требует применения сложного и дорогостоящегооборудования, эффективность его невысока.Известен способ сварки круговыхсоединений в листовых конструкцияхс применением предварительной пластической отбортовки зоны отверстия подввариваемый элемент 2),Однако использование этого метода.при сварке круговых швов в цилиндрических и других оболочковых конструкциях двоякой кривизны сопряжено с существенными затруднениями, связаннымисо сложностью формы отбортованныхповерхностей в зоне отверстий. Кромеэтого способ применим и эффективен,лишь для узкого диапазона свариваемых толщин и диаметров круговыхсоединений в листовых конструкциях.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ вварки кругового элемента воболочковую конструкцию, при которомв оболочковой конструкции выполняютотверстие, упруго выгибают его кромки путем приложения равномерно рас 1 с пределенной нагрузки, устанавливаютв него круговой элемент и выполняют.сварку 3).Однако при таком упругом выгибев оболочках двоякой кривизны (ци линдры, торы и пр.) исходное круговое отверстие превращается в эллипсное. В результате при последующейсборке оболочки с круговым врезнымэлементом зазор в стыке по периметрусоединения будет неравномерным (минимальный - на участках с максимальным радиусом кривизны поверхностиоболочки и максимальный - на участках.с минимальным радиусом кривизны), 30 что ухудшает условия ведения автома"833397 тического сварочного процесса, отрицательно сказывается на качестве шваи приводит к значительному напряженно-деформированному состоянию в районе участков соединения, имевших присборке максимальный зазор. В итоге.имеет место уменьшение конструктивной прочности круговых сварных соединений. Следовательно данный способнеприменим для оболочек двоякой кривизны,Цель изобретения - обеспечение качества сварного соединения при вваркекруговых элементов в оболочковыеконструкции двоякой кривизны путемустранения эллиптичности отверстияпосле заданий упругого выгиба. 15Поставленная цель достигается тем,что перед установкой кругового элемента выполняют механическую обработкуполученного после выгиба отверстиядо придания ему кругового сечения 20с диаметром, заданным для сборки.Технология способа состоит в сле- .дующем. В оболочке выполняют отверстие. Зону отверстия под круговойврезной элемент упруго выгибают путем 25приложения равномерно распределеннойнагрузки по кромке отверстия;послеупругого выгиба перед сборкой устраняют эллпинтичность отверстия, образующуюся в результате выгиба, путемего механической обработки (напримеррасточки или фрезеровки) на диаметр,заданный для сборки. После этого производят сборку и сварку круговогоэлемента в оболочку.Введение дополнительной операциимеханической обработки позволяетиспользовать метод предварительногоупругого деформирования для оболочекс практически любой сложной поверхностью. Эллиптичность отверстия, получаемая при выгибе, полностью устраняется последующей расточкой отверстия, чем обеспечиваются условия длякачественной сборки кругового соединения с точки зрения минимальных и 45постоянных по периметру зазоров встыке.Величина эллиптичности отверстийпри этом невелика (0,5-2,0 мм). Поэтому расточка эл.ипсного отверстиянетрудоемкая операция и не требуетприменения сложного механическогооборудования.П р и м е р, Жесткие фланцы диаметром 100, 150 и 250 мм ввариваются в цилиндрическую оболочку диаметром 700 мм из сплава АМГ 6 Н. Толщинасвариваемых кромок 3, 4 и 5 мм.Сварка автоматическая, аргонодуговая,неплавящимся электродом с подачейприсадочной проволоки. 60Упругий выгиб в зоне отверстийдиаметром 100, 150 и 200 мм в оболочВНИИПИ Заказ 3864/11 Тир ке вызывает их эллипсность, равную соответственно 0,5; 09 и 1,5 мм.Таким образом, дальнейшая сборка оболочки с ввариваемым круговым фланцем приводит к зазорам в стыке, значительно превышающим допускаемые (0,3 мм), что отрицательно сказывается на качестве сварного соединения и его остаточном напряженно-деформированном состоянии. При этом брак по Окисным пленкам в металле шва достигает 60-701Введение промежуточной операции расточки отверстия, позволяет устранить эллипсность отверстия и обеспе-. чить требуемое качество сборки кругового стыкового соединения, Расточка отверстия осуществляется двумя способами: при помощи ручного приспособления (два резца на оправке, центрируемой по нижнему подкладному кольцу) и с помощью ручной пневмодрели и пальчиковой фрезы, совместное круговое движение которых обеспечивает несложная механическая приставка.Зазоры в стыке в предлагаемом способе сборки под сварку не превышают 0,05-0,15 мм. Брак изделий по окисным пленкам в металле шва практи-, чески отсутствует, Улучшена остаточная геометрия сварной цилиндрической оболочки.Формула изобретения Способ вварки кругового элементав оболочковую конструкцию, прикотором в оболочковой конструкциивыполняют отверстие , упруго выгибаютего кромки путем приложения равномерно распределенной нагрузки, устанавливают в него круговой элемент и выполняют сварку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения качества сварного соединения при вварке круговых элементов в оболочковыеконструкции двоякой кривизны путемустранения эллиптичности отверстияпосле задания упругого выгиба, передустановкой кругового элемента выполняют механическую обработку полученного после выгиба отверстия до придания ему кругового сечения с диаметром, заданным для сборки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Авторское свидетельство СССРМ 228176, кл. В 23 К 28/00, 19672, Сагалевич В.М, Методы устранения сварочных деформаций и напряжений. М Машиностроение, 1974,с. 170-171,3, Жданов И.М, и др. Влияние предварительного упругого выгиба на деформации сферической оболочки привварке фланцев - Сварочное производство, 1974, М 6, с. 31-33,аж 1148 Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4