Способ сварки цилиндрических полых деталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) 1)1) В 23 К 31/ 43 ИЕ ИЗМУ СВИДЕТЕ РЕ Т ВТОРС цо оже ггь и зоа норугих от энергомаслях машиии ечности с я его ус утренней неция з стцой г ет повышеости. На еталей 1 и мок выпол высотой верхцос иваемых е сва Сухиняют кольц Ь = с(Кявыступь 5 К+49), ьгх кромо чи тол эффции нин щица свариваетинный коэффипряжений для ент конце сти М.: огичного сварно о вьступа, ельцости м во СССР 00, 1973. ДРИЧБСКИХ к к итра от д пнапр териала деталеи жений. Радиус и ки к цилиндриче тупа К берут ра рину выступа Ь(0,75-0,90) Ъ, вой части сварн а канавсти выс )Ь, ши- Ь а корнеереход ской п вным ( ЛИН оверхно 0,9-1,( варк и лов е Ь ки цилиц преимуще шири 4 1 о ш ится к сварке, сварки цилиндр На чертсварного с На внут же пре единени дставлеца схем я. енней 1 и 2кромо рхцости каждо цой Т в зоне реимуществе 3 деталеисвариваемых о плуа може цессе экрузки, и выполняю т кольцетой 1, Перео.ерхностА ьстхности дета.ейповерхности Б с чео детачи 1 и ой встык и свари еские н .вано в тации циклич быть исполня нии и других вой выступцилицдрическ внутренне 3, высо кой тповер энергомашиностро енност ние ца промышл увеличе трасля ль изобретеци 2 осуществл радиусом К, собирают ме яют на инециятной усталос за счет оьенпрочности,жт, со ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР(71) Научно-производствецное объединение по технологии машиностроения"ЦНИИТМаш и Производственное объее атомного турбострое ий турбинный завод" им(54) СПОСОБ СВАРКИ ЦИПОЛЫХ ДБТАЛГЙ(57) Изобретение относа именно к способам сварических полых деталей,Изобретение откос а именно к способам ческих полых детале цо испытывающих в пр ежности и долговечности с ытывающих в процессе зк танин циклические нагрузки,ностроения. Целью изобретения является увеличение надежности и долгоединения без кольце коэффициент чувстют односторонним швом 4 любым известным способом. Ширина корневой части шва 4, выходящая на цилиндрическую поверхность выступов А, составляет ЬВысоту Ь выступа 3 назначают из соотношения К - 15, 5 К+4 Ч 10 где К - эффективный коэффициент концентрации напряжений для аналогичного сварного соединения без выступов, 15 Ч - коэфФициент чувствительности материала детдлеи к концентрации напряженй.Радиус перехода К выполняют равным (0,9-1,0)1, а ширину кольцевых выступов Ь = (0,75-0,9)Ь.Ширину выступа Ь нельзя выбирать в зависимости от высоты выступа Ь, так как в ряде случаев высота выступа может быть незначительной. Не целесообразно связывать выбор высоты выступа с глубинои концентраторов напряжений, При характеристике сопротивления устдлости материала указанных зон сварного соединения крите рий оптимальности сводится к следующему: сварное соединение с разгруждющим выступом оптимально при равенстве эффективньх коэффициентов концентрации напряжении К 1 в основном ме 35 талле и в корне шва при минимальном значении теоретического коэффициента концентрации напряжений у основавстык изделии ширина шва, как правило, не превышает 20 мм. Зависимости для выбора К-основного 5 О геометрического размера выступа установлены для изменения К=(0,9-1,0)Ь. В случае К ( 0,91 сопротивление усталости основания выступа может оказаться существенно меньше )5 корня шва. Для К;1,0 Ь наряду со снижением разгрузки корневой части шва может быть нарушено условие его ультразвукового контроля (одного из ния выступа.При увеличении Ь более чем Ь0,9 Ь при прочих равных условиях эффект разгрузки уменьшается на 457., а коэффициент концентрации напряжений в основании выступа увеличивается на 127. При этом исходили из того, 45 что в практике односторонней сварки основных методов неразрушающего конт.роля сварных соединений).Зависимости для Ь получены из критерия оптимальности сварного соединения в виде /,э = М К /Ч (1 Ч) /Ч 1где Я сА- линейные функции отЬ/т, соответственно коэффициент концентрации напряжений у основания выступа и коэфрициент снижения напряжений в корневой части шва,Расчет 1 ведут методом последовательного приближения, так кдкГ(6 О,)/б, К). Находят Ь для Ч- Г(1)о,а/бь = с,К;) с заданным К;определяют К иэ условия К=(0,9-1,0)Ьи сравнивают с заданным и т,д,Процесс определения Ь упрощается тел,что Ч в области конструктивных концентраторов напряжений в большейстепени зависит от механическихсвойств материала ( 1 зо,)/ь), чем отЬ. Ширину выступа находят из условия Ь = (0,5-0,9)Ь . Разгруждющийкольцевой выступ выполняют согласноопределенных значений Ь, К, Ь.П р и л е р. Гваривали двухдисковую модель (полые кольца) роторатурбины низкого давления Р%1 К/3000, выполненную иэ стали 34 ХМ,у которой отношение бо,д /6 б = 0,6,где 6 о,), ь - соответственно пределтекучести и предел прочности.Высота шва 80 мм, ширина корняшва Ь = 18 мм.По известной методике определяютэффективный коэффициент концентрациинапряжений К сварного соединениябез разгружающего выступа, Для сварного соединения с неудаленным корнем, надрывами в зонах здшпаковок Ксоставил Кб .5,3 (дефект в корне швдгпубинои хЗ мм). Для конструкционных сталеи в среднем Ч = 0,6-1 в области конструктивных концентраторовнапряжений. Выбирают Ч = 0,6 (для Ки б 1),о/бр = 0,6), определяютвысоту Ь разгружающего выступа5,3 - 1Ь 80 5 5 5 3 4 0 6 - 109 ммНаходят К из условия К=0,95 110,4 мм.Определяют 1 исходя из уточненного значенияЧ - (6 о /ВК = 10,4) = О,Е,5,3 - 110,6 мм156 7343 Применение предлагаемого способапозволяет не менее чем в 2 раза пок-65,5 К 6 + 4 Ц высить ресурс сварного соединения,что обУсловлено циклической равнопрочностью корневой части шва и области концентрации напряжений у основания выступа Формула изобретения Способ сварки цилиндрических полых деталей, при котором на внутренней поверхности каждой детали в зоне свариваемой кромки выполняют кольцевой выступ с цилиндрической поверхностью и радиусным переходом к внутренней поверхности деСоставитель Л,Назарова Редактор Н,Киштулинец Те. ред Л,Олийньис Корректор Л.ЛатайЗаказ 1288 Тираж 638 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 При этом значение К = 0,9510,6 - 10,1 мм.В полученном диапазоне изменения К с = 0,8 стабилизируется, поэтому значения 11 = 10,6 мм, К = 10,1 мм можно считать окончательными. Ширину выступа определяют из условия Ь = 0,82 Ъ = 14,8 мм. тали и производят одностороннюю сварку деталей встык с выходом корня шва на цилиндрическую поверхность выступов, о т л и ч а ю щ и й с я 5тем, что, с целью увеличения надежности и долговечности соединения за счет повышения его усталостной прочности, высоту кольцевых выступов 11 назначают из соотношения где Ь - высота кольцевого выступа,толщина свариваемой детали,К я - эффективнь 1 й коэффициент концентрации напряжения для аналогичного сварного соединения без кольцевого выступа ф 20 коэффициент чувствительности материала деталей к концентрации напряжений,радиус перехода к внутренней поверхности детали Р выполняют равным 25 (0,9-1,0)Ь, а ширину кольцевого выступа Ь,равной (0,75-0,90)Ъ, где Ъширина корневой части шва.