Способ сварки встык многослойных элементов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ729011(5)М; Кл. В 23 К 9/02 с присоелинениек 1 заявки РЙ Государственный камнтет(28) П 1 эипритет по делам нэабретений н открытнйЛата опубликования описания 25.04,80(54) СПОСОБ СВАРКИ ВСТЫК МНОГОСЛОЙНЫХ ЗЛЕ МЕ 1 ГГОВИзобретение относится к технологии сварки элементов строительных конструкций на монтаже и может быть использовано в мостостроении и промышленном строительстве, а также в других областях народного хозяйства для сварки встык многослойных элементов.Известен способ сварки встык многослойных элементов, по которому перед вьшолнени. ем основного стыкового шва элементов проваривают зазор между контактирующими слоями со стороны торцов 1.Однако в эгом случае линии пересечения поверхностей проплавления швов и зазоров меж. ду контактирующими листами являются местом образования уже при сварке технологических дефектов типа трещин, пор и шлаковых вклю 15 чений, и характеризующиеся высокимэффективвным коэффициентом концентрации, достигающим (по предваригель ым данным) значений 1)=2,5.20Испытания на выносливость, проведенные на крупномасштабных балках, двухлистовые пояса которых были состыкованы сваркой этим способом, и на образцах показали, что подоб. ные соединения разрушаются, не выдерживая базового числа циклов (2 млн), принятого на пролетных строений мостов. Причем усталост. ная трещина всегда начинается от линии пересечения поверхности проплавления подварочного шва и зазора между контактирующими листа. ми (слоями). Аналогичное разрушение наблю. далось и при испытании сварных соединений двухлистсвых элементов, выполненных без предварительного провара зазора между контактирующими листами.Известен также способ сварки встык многослойных элементов, по которому псрвоначаль но по линии зазора между контактиоующими слоями образуют желобки, которые затем проваривают, оставляя незаполненными полости между подварочным швов и дном желобка, после чего накладывают основной шов 12.Незаполненные полости несколько уменьша. ют вероятность образования технологических дефектов при сварке, и при выполнении формы их поперечного сечения в вице правильного крутлого отверстия позволяют несколько сни. зять величину коэффициента 11. Однако данную729011 зформу поперечного сечения полости трудно га.рантиров ать.Помимо этого, формирование пустотныхполостей в многолистовых элементах пролетныхстроений приведет к значительному увеличениютрудоемкости их изготовления, которое будетнеоправданным при недостаточно полном снижении величины р.Наиболее близким по техническому реше.нию к предлагаемому является способ сварки 10встык многослойных элементов, по которомуподготовленные под сварку торцы листов каждого слоя смещают относйтельйо"друг другав каждом последующем слое и сваривают ихвстык при помощи вставок с постепенно уве. 15личивающейся длиной 13),Однако при обеспечении полного проваратолщины листов (непровар в мостовых кон.струкциях не допускается нормами) неизбежносплавление листов между собой, вследствиечего возникнут концентраторы напряжения, которые создают угрозу работоспособности конструкции.Целью изобретения является повышениекачества сварки путем устранения концентраторов напряжения,Для этого по предлагаемому способу передустановкой вставок свариаают слои между со.бой, не доваривая их до стыкуемых торцов,а затем недоваренные участки всех листов,образующих первый слой, последовательно отжимают от ранее сваренных на величину зазора, определяем ю из условия ликвидацчн последнего прч усадке металла полностью заваренных стыковых швов,. и устанавливают вместе стыковки прокладки, после установкивставок сваривают первые слои швов убираютпрокладки, окончательно заваривают стыки листов и доваривают слои между собой, при этомдлину вставок каждого следующего слоя принимают не менее суммы длин недоваренныхучастков слоев и вставки предыдущего слоя.На фиг, 1 изображены многослойные элементы, подготовленные к сварке встык; на фиг.2 -.элементы с отжатой второй парой листов;на фиг. 3 - элементы со второй парой листов, подготовленной к сварке встык; нафиг. 4 - элементы с фиксированным зазором,освобожденным от прокладок; на фиг. 5 -аОэлементы с третьей парой листов, подготовленной к сварке встьп; на фиг. 6 - элементыс четвертой парой листов, подготовленной ксварке встык; на фиг. 7 - элементы с пятойпарой листов, подготовленной к сварке встык;на фиг. 8 - два слоя листов с клиновымиподкладками,Сварку встык многослойных элементовосуществляют следующим образом. 4При изготовлении в заводских условиях многослойных элементов их выполняют со ступенчатым расположением подготовленных под сварку торцов листов 1 - 5, связующие швы 6 между которыми недоваривают на длину участков 7.В таком виде многослойные элементы поступают на строительство, где выполняют их соединение встык, для чего последовательносваривают каждую пару листов 1 - 5 соответствующего слоя.При этом сначала сваривают пару листов 1 швом 8. Затем от этих листов усилием Р отжимают листы 2 до получения фиксированного зазора 9, при котором деформации, возникающие в листах при их отжатии, остаются упру 4гимн. После этого устанавливают под листы 2 подкладки 10, снимают усилие Р и устанавли. вают вставку 11. После выполнения первых слоев швов 12 фиксированный зазор 9 освобождают от подкладок, причем сначала выбивают в сторону вставки подкладку 13, а затем также выбивают и вытаскивают подкладку 14, После освобождения зазора 9 окончательно заваривают швы 12; вследствие усадки металла швов 12 зазор 9 будет ликвидирован. Затем окончательно оформляют связующие швы 6 между слоями.При сварке остальных листов асе операции выполняются аналогиччо, При этом длину вставок выбирают не менее суммы длин недоварен. ных участков связующих швов и вставки ранее сваренных листов. Например, вставка 15 не может быть меньше по длине, чем сумма длин недоваренных участков 7 между листами 1 и 2 сварки 12. Величину фиксированного зазора выбираютяз условия ликвидации его при усадке металла полностью заваренных стыковых швов, всвязи с чем зазор поддерживают только до наложения первых слоев этих швов,Величину смещения торцов листов относительнодруг друга при их ступенчатом расположении и длину недоваренных участков связующих швов выбирают из условия упругостидеформаций, возникающих в листах при их обжатии,Фиксированный зазор поддерживают состав.ными подкладками, вкполненными в виде двухклиньев, положенных один на другой, которыеустанавливают между контактирующими листами,например, непосредственно под разделкушвов, причем в этом случае прилегающий к швуклин медный, а другой стальной.Предлагаемый способ сварки встык много.слойных элементов предотвращает сплавлениестыковым швов контактирующих листов эле.ментов, полностью устраняет концентраторы напряжения, и, следовательно, повьппает несущую72901 способность по выносливости и долговечности сварных стыковых соединений элементов.Кроме того, этот способ позволит сократить количество наплавленного металла шва, вследствие того что сумма объемов разделок отдельных листов меньше объема общей разделки сразу для всех листов. Это обстоятельство, а также наличие недоваренных участков связующих швов позволит снизить остаточные напряжения от сварки и тем самым дополнительно 10 повысить несущую способность монтажных элементов.Годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа только на конструкцияхвыпускаемых заводами Главмосстроя, со ставит не менее 120 тыс. руб. в год.Формула изобретения1, Способ сварки встык многослойных эле ментов, по которому подготовленные под сварку торцы листов каждого слоя смещают отно сительно друг друта в каждом последующем слое и сваривают их встык при помощи вставок с постепенно увеличивающейся длиной, 25 о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения качества сварки путем устранения концентраторов напряжений, перед установкой вставок сваривают слои между собой не доваривая их до стыкуемых торцов, а затем недо варенные участки всех листов, кроме листов, образующих первый слой, последовательно от 1 6жимают от ранее сваренных на величину зазора, определяемую из условия ликвидации последнего при усадке металла полностью зава.ренных стыковых швов, и устанавливают вместе стыковки прокладки, после установкивставок сваривают первые слои швов, убирают прокладки, окончательно заваривают стыкилистов и доваривают слои между собой, приэтом длину вставок каждого следующего слояпринимают не менее суммы длин недоваренныхучастков слоев и вставки предыдущего слояранее сваренных швов.2. Способ сварки встык многослойных эле.ментов по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что величину смещения торцов листовотносительно друг друта и длину недоваренныхучастков продольных швов определяют из условия упрутих деформаций, возникающих влистах, при отжатии.3. Способ сварки многослойных элементовпо п. 1, о т л и ч а ю щ и й с. я тем, что,прокладки, устанавливаемые под места стыков.ки, выполняют в виде двух клиньев,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ко 9 ег Е "Мопта 9 евсЬме Вцп 9 цгпВтаб ЬгцсЬепЬац", "ТесЬпЬсЬе МттеПцп 9 епКгцрр", 1972, 30, У 2, с, 69 - 74.2. Патент Франции И 6936866,кл, В 23 К 9/00, опублик. 1971.3. Патент США У 3774296,кл. 29/471.3, опублнк. 1973 (прототип).729011л гд И 4-Руу,. /ИМЭПИ Заказ 1881/14 Тираж 11 бО Подписно Филиал ППППатент", г. Уж;ород, ул. Проектна