Способ снятия внутренних напряженийв металлических изделиях

(1 ) 827563 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 26.07.78 (21) 2636251/22-0 51) М. К .С 21 Р 1 рисоединением заявки23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений(088.8)45) Дата опубликования описания 07.05,81И. А. Левин, О. А. Мягков, Ю, В. Шабанов и М. Косударственный союзный завод по механической иочистке котлоагрегатов ЕНИЯ 54) СПОСОБ СНЯТИЯ ВНУТРЕННИХ НА В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯ позволяет снинапряжений в вешает усталост 15 роиств соб, о схемаУстр вблизи держит и 1,и Изобретение относится к снятию внутренних напряжений в металлических конструкциях после предшествующей обработки, например после сварки,Известен способ снятия внутренних напряжений в металлических изделиях путемнагартовки и устройство для его осуществления, представляющее собой рубильныймолоток с последовательно используемымидвумя тупыми зубилами различной формы 11.Механическая нагартовказить величину остаточныхсварных изделиях, что повьную выносливость.Недостатком известного способа является наличие остаточных напряжений в поверхностном слое металла вследствие нагартовки, а также вмятины и канавки отзубил, уменьшающие эксплуатационные характеристики изделий,Известен также способ снятия внутренних напряжений в металлических изделияхпутем воздействия на них импульсногоэлектромагнитного поля и устройство для 25его осуществления 2,Недостатками известного способа и устройства являются высокие затраты электроэнергии при его реализации, в частностипри обработке изделий с низкой электро проводностью, неэффективное снятие внутренних напряжений вследствие появления остаточной деформации при использовании электромагнитных импульсов с высокой энергией, а также ограниченное применение - для обработки деталей с замкнутым контуром.Цель изобретения - уменьшение уровня остаточных напряжений и снижение затрат электроэнергии.Поставленная цель достигается тем, что при обработке металлических изделий с низкой электропроводностью на обрабатываемую поверхность периодически воздействуют одиночными импульсами электромагнитного поля энергией 60 - 200 Дж, длительностью 10 -- 10 - а сек и продолжительностью паузы между импульсами, в 10 - 10" раз превышающей длительность импульса, Воздействие импульса на изделие осуществляют посредством индуктора через промежуточный элемент - пластину из материала с высокой электропроводностью,фиг, 1 схематично изображено усто, реализующее предлагаемый спобщий вид; на фиг. 2 - электрическая устройства.ойство со расположенныйконструкци меюшей сварной5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шов, источник 2 электромагнитных импульсов, выполненный, например, в виде соленоида 3, намотанного на диэлектрический каркас 4 и содержащий болты 5 токопровода. Источник 2 импульсов закреплен на диэлектрическом кронштейне 6. Соленоид 3 соединен через управляемый полупроводниковый ключ-тиристор 7 с электроразрядным источником тока 8, содержащим накопительный конденсатор 9 и элементы его зарядки, трансформатор 10, выпрямитель 11. Тиристор 7 соединен с блоком управления 12, Источник тока 8 соединен с электросетью через выключатель 13,Устройство работает следующим образом.При включении выключателя 13 при помощи элементов 10 и 11 происходит заряд конденсатора 9. По команде блока управления 12 тиристор 7 открывается и происходит разряд конденсатора 9 на соленоид 3. Разряд тока, проходя по соленоиду 3, вызывает вблизи него импульсы электромагнитного поля. Импульсы электромагнитного поля вызывают в металлической конструкции, расположенной рядом с соленоидом 3, вторичный ток. Взаимодействие первичного и вторичного тока возбуждает импульсную силовую деформацию конструкции. В результате ее воздействия остаточные деформации снимаются или даже меняют знак, становясь вместо растягивающих сжимающими.В случае, если материал конструкции 1 имеет малую электрическую проводимость, между соленоидом 3 и конструкцией 1 размещают электропроводящую прокладку.П р и м е р. Обработке подвергались образцы, изготовленные из двух сваренных встык стальных листов. Размеры образца 300 К 170 Х 10 мм, Сварной шов соединения листов с полным приплавлением был получен ручной дуговой сваркой с металлическим электродом. Измерение остаточных напряжений в образцах осуществлялось прибором, позволяющим получить эпюру распределения остаточных напряжений в сварном образце. Образец располагали на столе, Под края образца, параллельные сварному шву, подкладывали небольшие пластины для того, чтобы сварной шов и околошовная зона не соприкасались с поверхностью стола. На образец укладывали медную пластину толщиной 1,2 мм и вплотную к ней подводили электромагнитный индуктор, подключенный к электроразрядному источнику тока. На образец воздействовали 20 импульсами электромагнитного поля энергией : 60 Дж. Длительность каждого импульса - 10 -сек, продолжительность паузы между импульсами - 3 ик. Таким образом, продолжительность всего процесса обработки составила 60 сек.После обработки вновь были измерены остаточные напряжения в образце, Г 1 олученная эпюра показала, что предлагаемый способ изменяет величину и характер распределения остаточных напряжений в сварных швах. Например, в точке, расположенной на расстоянии 50 мм от места стыка листов, остаточное напряжение после сварки до обработки было равно 75 кг/мм, а после обработки - 25 кг/мм, т. е, остаточное напряжение снизилось на 70.Применение предлагаемого технического решения позволяет существенно снизить уровень внутренних напряжений в металлических изделиях при сравнительно низких энергозатратах. Формула изобретения 1. Способ снятия внутренних напряжений в металлических изделиях, преимущественно, обладающих низкой электропроводностью, включающий воздействие на изделие импульсным электромагнитным полем, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня остаточных напряжений и снижения затрат электроэнергии, на по- н верхность изделия периодически воздеиствуют одиночными импульсами электромагнитного поля энергией 60 - 200 дж, длительностью импульса 10 - " - 10 - сек и продолжительностью паузы между импульсами, в 10 - 10" раз превышающей длительность импульса.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что импульсное воздействие на изделие с низкой электропроводностью осуществляют посредством индуктора через промежуточный элемент - пластину из материалас высокой электропроводностью. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Труды американского общества инже неров-механиков, 1970,1, с. 83,2. Гринченко Г, Г. и др. Вестник Харьковского политехнического института, 1973,81, с. 65.827663 оставнтель И. Разумовск Техред Л. Куклина едактор И, Гохфельд Корректоры; В. Хами А. Галахова Типография, пр. Сапунова,аказ 645/13 Изд.300 Тираж 634 ПодписноеНПО Поискь Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4(5