Способ уменьшения остаточных деформаций и напряжений

Союз СоветскикСоциалистическихРеспубпик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл,В 23 К 28/00 Гасударственный камнтет Опубликовано 30.07.82. Бюллетень28пв делам изобретений и атнрмтийДата опубликования описания 05.08.82 3(54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙИзобретение относится к сварке, в частности к способам предотвращения деформаций и напряжений преимущественно при сварке круговых элементов с тонколистовыми оболочковыми металлическими конструкциями.Известен способ уменьшения остаточных послесварочных деформаций, по которому в кромках деталей до сварки создают пластическую деформацию укорочения путем нагрева горелкой до температуры потери сопротивления пластической деформации и последующего охлаждения их, а в участке, прилегающем к нагреваемой зоне, путем раскатки роликами, создают пластическую деформацию удлинения, равную по величине пластической деформации укорочения.Этот способ дает положительные результаты при сварке конструкций с прямолинейными швами 1.Но при сварке круговыми швами (например, приварка штуцеров, фланцев) этот способ применить нельзя, так как раскатка роликами зоны, прилегающей к кромкам отверстия, вызовет удлинение замкнутых волокон и, следовательно, волнистость конструкции.Известен способ уменьшения остаточныхдеформаций и напряжений при сварке круговых элементов тонколистовых конструкций, при которо,л до сварки кромки охватывающей детали отгибают и фиксируют с помощью пластической деформации, обратной сварочной 21.Недостатком этого способа является то, 10 что для осуществления выштамповки передсваркой требуется дополнительная операция и специальное оборудование, что значительно увеличивает трудоемкость и удорожает технологический процесс, Кроме того, в,ряде сложных деталей, например в закрытых корпусах сложной формы, не представляется возможным выштамповать края детали около отверстия перед сваркой из-за отсутствия доступа к отверстию или из-за сложности и громоздкости требуемого для 20 этого оборудования.Цель изобретения - упрощение и удешевление технологического процесса изготовления сварных конструкций и расширение его технологических возможностей.Формула изобретения 3Поставленная цель достигается тем, что в способе уменьшения остаточных деформаций и напряжений при сварке круговых элементов, тонколистовых конструкций, при котором до сварки кромки охватываюшей детали отгибают и фиксируют с помощью пластической деформации, обратной сварочной, пластическую деформацию кромки осуществляют путем локального нагрева зоны максимального перегиба охватывающей детали.На фиг. 1 схематично показан отгиб кромок листовой конструкции перед приваркой штуцера, на фиг. 2 - сварное соединение после сварки.Предлагаемый способ заключается в следую шем.Оболочковую тонколистовую (толщиной до 3 мм) конструкцию 1, к которой нужно приварить круговой элемент 2 (штуцер, фланец и т. д.) устанавливают в сборочносварочном приспособлении (не показано). Ранее опытным путем устанавливают величину усадки кругового сварного шва, а следовательно, и необходимую величину деформации Ь кромок охватываюгцей детали (т. е. величину отгиба кромок) перед сваркой и диаметр, 9 максимального перегиба кромок. Затем сварочную горелку 3 устанавливают на линию максимального перегиба кромки со стороны приварки кругового элемента и, перемешая горелку по заданному диаметру (а, производят локальный нагрев до температуры потери сопротивления пластической деформации материала.Одновременно с источником локального нагрева и параллельно ему по краю кромки в непосредственной близости от зоны нагрева перемещают отгибаюший инструмент. Усилие Р инструмента на кромку и направлено в сторону, противоположную установке фланца и составляет 5 - 10 кг/мм в зависимости от температуры локального разогрева, Разогрев переводит упругую деформацию кромок от воздействия усилия отгиба в пластическую. Таким образом получают деформацию кромки, обратную сварочной. После этого в отверстие устанавливают круговой элемент и той же горелкой приваривают его по диаметру к листовой детали. Усадка кругового шва, которая раньше приводила к деформации листовой детали (к прогибу оболочки в направлении ее оси), компенсируется отогнутыми в противоположную сторону кромками, и после сварки оболочковая листовая конструкция не имеет деформации.Пример. Для приварки фланца диаметром 90 мм к оболочковой конструкции из стали 1 Х 18 Н 10 Т толщиной 1,5 мм последнюю устанавливают в сборочно-сварочном приспособлении и фиксируют прижимами. 5 о 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 4Предварительно на образце из того же материала определяют величину усадки кругового шва заданного диаметра и определяют величину предварительной деформации кромок, т. е. диаметр максимального перегиба кромок и величину их отгиба Ь. В данном случае это 9 = 110 мм и Ь = 5 мм. Затем сварочной горелкой, перемещая ее по диаметру 1100 мм, на режиме Л = 70 а и скорость перемешения 4 м/с производят нагрев линии максимального перегиба кромок до температуры - 450 С. Одновременно с горелкой по краю кромок, т. е, по диаметру 90 мм, перемещают отгибаюший инструмент с усилием 7 кг/мм 2 . Таким образом получают отгиб кромок на величину 5 мм с максимальным перегибом по диаметру 110 мм. Затем устанавливают фланец И == 90 мм и производят прихватку и сварку .на режиме 3 = 90 а, Ъсв = 8 м/ч. Усадка сварного шва компенсируется отгибом кромок, и сварное соединение не имеет послесварочной деформации.Использование предлагаемого способа включает необходимость применения дополнительного технологического процесса выштамповки сферической поверхности, проектирования и изготовления специального оборудования. Следовательно, уменьшается стоимость сварных узЛов, увеличивается производительность их изготовления и повышается их качество. Кроме того, появляет ся возможность качественной сварки фланцевых деталей с закрытыми корпусными узлами.Предлагаемый способ может быть использован в ремонтных работах. Способ уменьшения остаточных деформаций и напряжений при сварке круговых элементов тонколистовых конструкций, при котором до сварки кромки охватывающей детали отгибают и фиксируют с помощью пластической деформации, обратной сварочной, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления технологического процесса изготовления сварных конструкций и расширения его технических возможностей, пластическую деформацию кромки осуществляют путем локального нагрева зоны максимального перегиба охватываюгцей детали.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР580965, кл. В 23 К 28/00, 1977.2. Справочник по сварке Г 1 од ред. В. А. Винокурова, 1. 1 М., Машиностроение, 1970 с. 181 (прототип).Составитель Т. Сорокина Редактор А. Фролова Тех ред А. Бойкас Корректор А. Дзятко Заказ 5423/23 Тираж 1153 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Г 1 роектная, 4