Способ ультразвуковой обработки сварных швов

Союз Советских Социалистических Реслублик(51) 1 1) 2469402/25-27 23 К 28/00 ки % -с присоединением за оаударотаенный комнтет СССР оо делам нзооретеннй н открытнйПриоритет -0)1 убликовано 05.09.79. Бюллетень33 Дата опубликования описания 15.09.792) Авторы изобретени Сагалевич, В. Г. Федоров, Ю. Л. ЯнченкоГ. Ю. Макушин и В. Н. Виноградов Московское ордена, Ленина и ордена Трудового Красног Знамени высшее техническое училище пм. Н. Э. Бауман 1) Заявитель) СПОСОБ УЛЪТРЛЗВУКОВОЛ ОБРАБОТКИ СВЛРНЫХ ШВОВволнов1 км; 5 м/ча о сле ма эк Изобретение относится к сварке, а именно к способам обработки сварных швов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при производстве сварных конструкций.В современном машиностроении для изготовления ответственных сварных конструкций применяются высокопрочные и корро- зионностойкие легированные стали, сразу после сварки которых или в процессе вылеживания образуются холодные трещины, приводящие к разрушению изделий.Известен способ обработки сварных швов ультразвуком 1. Однако после такой обработки не повышается сопротивляемость возникновению и распространению холодных трещин сварных конструкций.Известен также способ ультразвуковой обработки сварных швов, наиболее б.шзкий к данному изобретению по технической сущности, по которому одновременно с ультра. звуковой обработкой осуществляют статическое нагружение сварного шва 12.При таком способе применяют режим: - статическое усилие 5 кгс (при диаметре торца волновода 1 см давление составляет 6,4 кгс/см);- амплитуда колебании ца ода на холостом ходу 0 х- скорость обработки 4, с;- частота 20 кгц.Однако и после обработки таким способом сопротивляемость возникновению и распространению холодных трещин в сварных конструкциях из высокопрочных и коррозионностойких легированных сталей не повышается,Целью изобретения является повышение 1 О сопротивляемости возникновению холодныхтрещин в сварных конструкциях из высоко- прочных и коррозионностойких легированных сталей.Для этого обработку выполняют п дукнцему режиму;статическая нагрузка 40 - 50 кгс; амплитуда колебаний торца волновода на холостом ходу 60 - 65 мкм;- скорость обработки 18 - 20 и/час; - частота колебаний 18 - 22 кгц.20 Чертеж иллюстрирует данное изобретение.Инструментом для обработки служит гнитострикционный преобразователь 1 с споненциальным волноводом 2, перемещаемый по смазанному машинным маслом сварному шву и прижимаемый к нему статическим усилием Рст. Использование статической нагрузки выше 40 - 50 кгс невозможно из-за появления изгибных колебаний волновода, отрицательно сказывающихся на его работоспособности. Меньшие нагрузки положительного эффекта не дают. Применение амплитуды колебаний торца волновода на холостом ходу выше 60 - 65 мкм приводит к быстрому износу волновода, а ниже60 - 65 мкм - к снижению эффекта воздействия ультразвука.Скорость ооработки выше 18 - 20 м/час приводит также к снижению эффекта воздействия ультразвуковых колебаний, а ниже 18 - 20 м/час к неоправданно малой произ водительности процесса обработки.Изменение частоты от 10 до 80 кгц не сказывается на эффекте воздействия, частота определяется резонансной частотой магнитострикционного преобразователя.Вследствие введения энергии ультразву- ф ковых колебаний в сочетании со статическим давлением по данному режиму ускоряются процессы релаксации остаточных сварочных напряжений, повышается сопротивляемость трещинообразованию.Пример. Проводилась техническая обработка образцов 140 мм из стали 2 Х 13 толшиной 2 мм и стали ЗОХГСА толшиной 2,5 мм по режиму:- статическое усилие 0 - 50 кгс (давление при диаметре торца волновода 1 см составляет 0 - 64 кгс(м);- амплитуда колебаний торца волновода на холостом ходу 1 О - 65 мкм;- скорость обработки 2 - 30 м/час;- частота 18 - 22 кгц.В качестве источника ультразвуковых колебаний использовался магнитострикционный преобразователь 1 типа ПМСА - 8 с экспоненциальным волноводом 2, который прижимался статическим усилием Рст к сварному образцу 3 в зоне шва.ао1 од воздействием ультразвуковых колебаний обрабатываемая зона нагревалась до 80 С. Для получения сравнительных данных параллельно с обработанными согласно прилагаемому способу сварными швами 4 ю были испытаны на сопротивляемость возникновению и распространению холодных трещин необработанные сварные образцыи образцы, обработанные известным способом Сварные образцы были испытаны по схеме нагружения круглой пластинки, жестко закрепленной по контуру, равномерно распределенной нагрузкой с помощью устройства ЛТП 2 - 5.Во всех группах образцов, согласно принятой методике испытаний, фиксировалось максимальное давление, при котором сварные образцы не разрушались под нагрузкой в течении суток,Данный способ обработки сварных швов позволил повысить сопротивляемость возникновению и распространению холодных трещин в сварных конструкциях из высоко- прочных и коррозионностойких легированных сталей в 3 раза по сравнению с аналогичным показателем необработанных или обработанных по известному способу сварных конструкций.Вместе с тем в сварных конструкциях произошло снижение остаточных сварочных напряжений и деформаций на 20 - 25/о, повысилась стабильность размеров сварных конструкций, улучшилось. качество поверхности сварных швов, снизилась концентрация напряжений,Формула изобретенияСпособ ультразвуковой обработки сварных швов преимущественно из высокопрочных и коррозионностойких легированных сталей, при котором одновременно с ультразвуковой обработкой осуществляют статическое нагружение сварного шва, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивляемости возникновению холодных трещин, обработку выполняют по следующему режиму:- статическая нагрузка 40 - 50 кгс;- амплитуда колебаний торца волноводана холостом ходу 60 - 65 мкм;- скорость обработки 18 - 20 м/час;-- частота колебаний 18 - 22 кгц.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Полоцкий М. Г. и др. Снижение остаточных сварочных напряжений ультразвуковой обработкой. Автоматическая сварка, Юо 5, 1974, стр. 74 - 76.2. Сагалевич В. М, Методы устранения сварочных деформаций и напряжений М., 1974, с. 113 - 125.Редактор Н. ВиркоЗаказ 5192/8 Составитель Л. Н азарова Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая Тираж 1222 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР яо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал П П П Патентъ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4