Способ вварки круговых элементов в тонкостенные оболочковые конструкции

, Павловский8)льство СССР8/00, 1979. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) СПОСОБ ВВАРКИ КРУГОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ТОНКОСТЕННЫЕ ОБОЛОЧКОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ(57) Изобретение относится к области сварки, в частности к способам вварки круговых элементов в обол очковую конструкцию. Оно может наити применение в различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является повышение качества сварки. Свариваемые кромки отверстия или кругового элемента выполняют по конусу с углом, компенсирующим угловой разворот стыкуемой кромки отверстия оболочки в результате упругого выгиба. Зону отверстия оболочки выгибают до обеспечения параллельности стыкуемых кромок отверстия и кругового элемента, заданных для сборки, При этом обеспечиваются минимальные (близкие к нулю) зазоры по всей толщине сечения свариваемого стыка при сборке круговых элементов в оболочковые конструкции. 6 ил.Изобретение относится к вварке круговых элементов в оболочковые конструкции, может быть использовано в любой области машиностроения и является усовершенствованием устройства, описанного в авт. св.603536.По основному авт. св.603536 круговой элемент и отверстие в оболочке выполняют с разными диаметрами, кромки отверстия упруго деформируют путем приложения к ним равномерно распределенной нагрузки, в отверстие вставляют круговой элемент и выполняют сварку. Минимальный зазор в стыке и требуемые геометрические параметры конструкции обеспечиваются за счет того, что разницу в диаметрах кругового элемента и отверстия в оболочке выбирают равной величине изменения диаметра отверстия в результате упругого деформирования, после установки кругового элемента в отверстие снижают упруго деформирующую нагрузку на 10 - 50 О,", выполняют сварку и снимают полностью нагрузку в момент завершения сварки.Недостатком этого способа является неравномерность зазора по толщине сечения свариваемого стыка, образующегося в результате углового разворота стыкуемой кромки отверстия в оболочке при упругом деформировании. С внедрением новых способов сварки, таких как электронно-лучевая или лазерная, значительно повышаются требования к точности сборки под сварку. Так, например, для электронно-лучевой сварки круговых элементов зазор в стыке по всей поверхности сечения не должен быть более 0,1 мм. На практике угловой разворот стыкуемой кромки при упругом выгибе достигает 3 - 5. Для толщины стыкуемой кромки, равной, например, 5 мм, такой угловой разворот дает раскрытие стыка в верхнеЙ части, равное 0,26 - 0,43 мм на сторону.Цель изобретения - повышение качества сварки.На фиг.1 изображено положение стыкуемых кромок кругового элемента и отверстия оболочки в исходном положении при первом варианте сборки; на фиг.2 то же, после выполнения упругого выгиба кромки отверстий; на фиг.3 - то же, после установки кругового элемента в отверстие оболочки и снижения упруго деформирующей нагрузки на 10 - 15/о, на фиг. 4 - положение стыкуемых кромок кругового элемента и отверстия оболочки в исходном положении при втором варианте сборки; на фиг.5 - то же, после выполнения упругого выгиба кромки отверстия; на фиг.6 - то же, после установки кругового элемента в отверстие оболочки и снижения упруго деформирующей нагрузки на 1050 О.При сборке по первому варианту стыкуемую кромку кругового элементавыполняют цилиндрической, а стыкуемую кромоку отверстия 2 - по конусу с углом а, равным углу разворота кромки и направленным в сторону обратную угловому развороту, который получается в результате упругого выгиба кромки отверстия.При втором варианте цилиндрическойвыполняют стыкуемук кромку отверстия 2, а стыкуемую кромку кругового элемента 1 выполняют по конусу с улом а, равным 10 углу разворота стыкуемой кромки отверстияи направленным в сторону углового разворота кромки отверстия, который получается в результате упругого выгиба.После приложения упруго деформирующей нагрузки Р, стыкуемые кромки отверстия 2 разворачиваются относительно исходного положения на угол а" и при обоих способах приобретают положение, параллельное стыкуемым кромкам кругового элемента 1. Затем круговой элемент 1 2 о устанавливают в отверстие оболочки 2, снимают упруго деформирующую нагрузку на 10 - 50 ол и выполняют сварку.Величину угла разворота а" стыкуемойкромки отверстия при упругом выгибе с достаточной точностью определяет зависимостьа = агс 1 д - "где Ь - величина упругого выгиба стыкуемой кромки отверстия в направлении действия упруго деформируюгцей нагрузки.1 - плечо выгиба.Производственное опробование способа35сварки круговых элементов подтверждаетреальную возможность повышения качествасварных соединений за счет обеспечения минимального зазора по всей толщине стыкуемых кромок. Так, для обеспечения минимальных остаточных перемещений поверх 40 ности сферической оболочки при вварке кругового элемента экспериментально былиопределены оптимальные параметры упругого выгиба кромки отверстия: з = 4,0 мм,1. = 70 мм. В результате упругого выгибакромка отверстия развернулась на угол45 а = 3 (расчетна я велич и на а = 316) .После установки кругового элемента в отверстие величина зазора по всей толщинестыкуемых кромок не превышает 0,1 мм.Качество сварных соединений при эюм повышается до 800Формула изобретенияСпособ в варки круговых элементов втонкостенные оболочковые конструкции по 555 авт. св.603536, от,1 ичающийся тем, что,с целью повышения качества сварки, свариваемые кромки, по крайней мере одного из свариваемых элементов, обрабатывают наконус с углом раскрытия, равным углу разворота кромки в результате упругого выгиба и направленным в обратную сторону, и в процессе упругого выгиба кромки отверстия устанавливают параллельно кромке кругового элемента.. Вер6 СР по делам аушская н )иятис, Г. Уж Редактор М. ТовтинЗаказ 1358/1 ОВНИИПИ Государств113035Производственно-по СоставиТекред ИТираж 97енного комитета СМосква, Ж 35,играфическое пред оваКорректор С. ЧерниПодписноеизобретений и открытб., д. 4/5город, ул. Проектная,