Способ сварки кольцевых швов оболочковых конструкций

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51) В 23 К 31/06 28/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСК СВИДЕТЕЛЬСТВУ сваривае ти дефор ось обра с= 30-4 ов али з аци цов в упругой обласрасполагая большую ся овала под углом и электрода, величину ют из соотношения ующеоКи за Ъитывающийойства свари 0 1 К е 181 люален поло етал ю овышеверхней ходящей ле я вае первоначал осью овала сварГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СВ 572351, кл. В 23 К 28/00, 19Справочник по сварке. Под рВ.А.Винокурова. Т. 3, 1970, с,(54)(57) СПОСОБ СВАРКИ КОЛЬЦЕВШВОВ ОБОЛОЧКОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ,чающий деформирование свариваекромок и сварку вертикально раженным электродом, о т л и ч ащ и й с я тем, что, с целью иния производительности и снижетрудоемкости, деформацию в свамых кромках создают в процессеки путем непрерывной овализаци- коэффициент, учпластические свваемого металла (КО, 5),диаметр свариваемыхмм,- толщина свариваемыхмм,ктрод располагают вастянутых кромок, навертикальной осьюиаметра и большойИзобретение относится к сварке преимущественно тонкостенных конструкций с минимальными остаточными деформациями, в частности к способу сварки кольцевых швов оболочковых конструкций и может быть использовано в различных отраслях промьпцленности.Цель изобретения - повышение производительности иснижение трудоемкос ти изготовления сварных конструкций,Указанная цель достигается тем, что электрод располагают в верхней зоне растянутых крсчок, находящейся между вертикальной осью первоначаль- ц ного диаметра и большой осью овала.На чертеже представлена схема реализации способа, разрез по свариваемому стыку.Способ осуществляют следующим 2 О образом.Между роликами 1 и 2 устанавливают свариваемые детали 3. Затем сближают ролики 1 и 2 в положение 1 и 2 до образования овала сва 25 риваемыми кромками деталей 3 . Дефор мацию овалиэации производят в упругой деформации на величину ь Р = - (Р - Р ), а Р определяют из соотношейияР4 Р = К -где Р - диаметр свариваемых деталей(известен),д" - толщина свариваемых деталей(известна),К - коэффициент, учитывающийпластические свойства свариваемого металла, К = О, 10,5. 40ВПроведенные эксперименты показали,что для металлов с малой пластичностью К = 0,1-0,2, а для пластичныхматериалов К0,3-0,5. Если для:хрупких материалов (например углеродистьгх сталей с высокой прочностью) взять К больше 0,2, то деформация выходит эа область упругой и приснятии нагрузки овал не возвращаетсяк первоначальному диаметру, кроме ффтого наблюдается растрескивание кро"мок деталей. Если же для хрупкогоматериала К взять меньше О, 1, торастяжения кромок недостаточно, чтобы предотвратить усадку шва и свариваемый узел имеет остаточную деформацию. Однако для пластичныхматериалов (например нержавеющих сталей) К не должно быть меньше 0,3,так как в противном случае растяжение кромок мало и не предотвращаетусадки, которая на пластичных материалах больше. Если же К будет больше 0,5, то деформация кромок выходит эа упругую и детали теряют формукольца.Когда устанавливают йР, становится известно на какую величину овалиэовать свариваемые кромки для данного материала и размеров деталей.Ролики 1 и 2 сближают на расстояниейР и овализируют стык деталей. Затемдетали перемещают вместе с роликамитак, чтобы большая ось овала составила с вертикальной осью угол о(,=30-45 . При угле с меньше 30 вертикально расположенная горелка нахо"дится вблизи вершины овала, следовательно, остывающий металл швапроходит зону спада растягивающихнапряжений,Лучший эффект предотвращения усадки сварного шва выявляется тогда, когда естывающий от высоких температур металл шва находится в зоне возрастающих растягивающих напряжений от овализации. В противном случае наблюдается остаточная деформация после сварки. Если же угол с между вертикальной и большой осью овала больше 45, то горелка находитсяв самом начале растягивающих напряжений, когда они еще очень малы и металл шва эакристаллизуется раньше, чем достигнет нужных растягивающих напряжений. Следовательно, усадка шва не будет предотвращена, А переместить горелку в этом случае в зону больших растягивающих напряжений нельзя, так как свариваемые кромки по отношению к горелке располагаются под углом, жидкий металл стекает, что вызывает плохое формирование шва, После того, как .большую ось овала располагают под углом с= 30 - 45 в вертикальной оси, горелку располагаютв верхней зоне растянутых кромок, находящейся между вертикальной осью первоначального диаметра и большой осью овала так, что участок свариваемых кромок перпендикулярен вертикально расположенной горелке.Затем зажигают дугу, роликам сообща" ют вращающееся движение и начинают сварку. В процессе сварки производят овалиэацию всех последующих участковСоставитель Ю.МельцовРедактор И.Дербак Техред С.йавжий Корректор М.Пожо Заказ 3646/13 Тираж 1086 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 1159 стыкуемых кромок, а кристаллизующийся металл шва и разогретые сваривае" мые кромки испытывают деформацию растяжения, обратную усадочной. Это предотвращает усадку сварного соединения, а значит и остаточную деформацию.П р и м е р,. При автоматической аргоно-дуговой сварке кольцевого шва диаметром 100 мм обечайки из стали 1 О Х 18 Н 10 Т толщиной 1,5 мм степень овализации определяют по формуле: ЬВ = К= 22 мм.0Для нержавеющих стелей К = 0,3. Сва риваемые деталй устанавливают на ролики сборочно-сварочного стенда, прихватывают и овализируют, сближая ролики на величину л 0 = 22 мм. Затем устанавливают узел с роликами так, чтобы большая ось овала находилась относительно вертикальной осиьпод углом Ы -" чО .,Горелку устанавливают на горизонтальном участке растянутых кромок, находящемся между д этими осями. Зажигают дугу и сообщают вращение роликам. Сварку проводят при режиме 1 з = .90 А, Ч = 10 м/ч, Сваривают кольцевые швы диаметром 60, 80 мм.Сварные узлы, выполненные пред 30 лагаемым способом, в основном не име" УД 0 4ют остаточных деформаций или имеютнезначительные отклонения впределахдопустимых инструкциями без исправления, Трудоемкость изготовлениясварных конструкций предлагаемымспособом снижается на 507. по сравнению с базовым, согласно которомудетали перед сваркой подвергаютвыштамповке свариваемых кромок. Величину выштамповки определяют величиной усадки сварного узла, которуюпроводят предварительно без выштаммповки кромок. После вышамповки детали устанавливают в сборочно-сварочное приспособление .и производятприхватку и сварку на том же режиме,По известному способу гораздо сложнее подобрать величину выштамповки,приходится сваривать несколько уз.лов прежде, чем экспериментальноопределяют нужный размер. Затем изготавливают .оправку, причем длякаждого диаметра узла и его толщины величина выштамповки другая, аследовательно и другая оправка.Выштамповку производят в другом цехе, детали нужно транспортироватьтуда и обратно на сварку. Все перечисленное в большой степени увеличивает трудоемкость, снижает производительность изготовления сварныхузлов и повышает их стоимость.