Подкладка для формирования сварного шва

72) Авторы изобретеии Карасева и Ю.М, Бо М.Б. Жуко(7) Заявитель 54) ПОДК ЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СВАРНОГО ШВА Изобретение относится к дуговой сваркепреимущественно листовыхфк конструкций встык и может быть использовано в различных отраслях промышленности.Известна подкладка для формирования сварного шва, состоящая иэ трех продольных слоев, имеющих различные свойства. Эта подкладка преднаэначе" на для формирования корня шва и увели"10 чения производительности процесса при сварке больших толщин алюминиевых сплавов. Слои в этой подкладке расположены рядом по ее ширине вдоль сварного шва, причем средний слой,1 формирующий корень шва, выполнен из теплопроводного материала и обладает отличительными свойствами от двух боковых, которые выполнены в виде флюсовых подушек, и сохраняют тепло для увеличения производительности процес- са ц ыше.пу" 03 Эта подкладка не только не можетеспечить получения качественного сварного соединения без деформаций, а наоборот способствует его деформаии, Боковые флюсовые слои подкладки увеличивают разогрев околошовной эоны соединения, следовательно, увеличивают перепад температур в нем, что приводит к увеличению деформаций.Известна также подкладка для формирования сварного шва, содержащая три слоя 21.Данная подкладка несмотря на то, что создает хорошее формирование обратной стороны сварного шва, не уменьшает сварочные деформации, возникаю" щие после сварки.Целью изобретения является пов ние качества сварного соединения тем снижения остаточных сварочных деформаций.Указанначто в подклсварного швнаружные слметаллов ра я цель достигается тем,адке для формированияа, содержащей три слоя,ои подкладки выполнены извной толщины и предвари25 3 93524 тельно нагружены напряжениями растяжения, составляющими 60-80 от предела текучести свариваемого материала а сумма их толщин составляет 0,5-0,6 от толщины подкладки, при этом габариты подкладки вйбраны согласно следующим соотношениям;(0,8-1,0) о; В=5,0-8,0)б" где Н - толщина подкладки, мм;В - ширина подкладки, мм 3 . 10о- толщина свариваемых деталей.Кроме того, слои выполнены из разнородных материалов.На фиг. 1 изображено стыковое сварное соединение с остаточной сварочнойеформацией; на Фиг, 2 - то же соеди",ение, выполненное на предлагаемой подкладке.Предлагаемое техническое решение заключается в следующем. 20При сварке деталей 1 (,Фиг. 1) на обычной подкладке не показана) имеют место остаточные деФормаЦии, которые выражаются углом М отклонения от горизонтали.При осуществлении предложенного технического решения детали 1 устанавливают на подкладку 2, выполненную из материала, предел текучести которого не должен быть меньше предела текучести материала свариваемых деталей.Толщина подкладки Н составляет Н = 0,8-1,0 )д", где с- толщина свариваемых деталей. бсли толщина подкладки будет меньше 0,8 Ф, то при сварке деталей толщиной меньше 6,0 мм в подкладке практически нельзя выполнить три слоя с различным состоянием материала. В то же время40 эксперименть 1 показывают, что иметь подкладку толще свариваеМых деталей нецелесообразно, так как возможен обратный выгиб свариваемых деталей.Ширина подкладки должна быть та. кой, чтобы подкладка перекрывала зо 45 ну термического влияния сварки на деталях до 300 С. Поэтому для деталей с толщиной до 30 мм ширина подкладки В должна быть В = 8,0 д, а для большей толщины деталей В = (5,0-8,0)о"; Следовательно минимальная ширина подкладки должна быть 5,0 Ю Но,принимая во внимание то обстоятельство, что с уменьшением толщины свариваемых деталей теплоотвод уменьшается, следовательно зона термического влияния увеличивается, значит и подклаДка должна быть шире, а именно до 8,0 Ю Из 5 фготавливать подкладку еще шире нецелесообразно, так как широкая подкладка выгибается вместе с деталями и непредотвращает угловой послесвароцнойдеформации, Толщина слоев верхнего аи нижнего в подкладки одинакова, асумма их составляет для толщин до20 мм а + в = 0,5 ф а для толщин выше 20 мм а + в = 0,6 о.Одинаковая толщина этих слоев обеспечивает равновесное состояние подкладки, а сумма их толщин а + в =0,5-0,6)б"определена экспериментально. Перед сваркой деталей в слоях аи в подкладки создают напряжениярастяжения, например, путем нагреваих до температуры потери сопротивления пластическим деформациям и охлаждения.Величина напряжений растяжения вслоях составляет 60-803 от пределатекучести свариваемого материала.Для сварки деталей меньшей толщиНы до 20 мм достаточны напряжения,составляющие 603 отСт, а для сваркидеталей толщиной более 20 мм необходимы напряжения, составляющие 803 Ст,Затем свариваемые детали жестко скрепляются с подкладкой и осуществляетсясварка.Во время сварки деталей верхнийслой подкладки подвергается отпускуи напряжения растяжения в нем значительно уменьшаются. Поэтому подкладка теряет равновесное состояниеВнапряженном нижнем слое возникают деформации сжатия, которые выгибают подкладку в сторону, обратную деформациидеталей при сварке.Таким образом, сварное соединениене имеет остаточной деформации послесварки,Экспериментальные работы проводятпри сварке встык титановых деталеймарки ВТ, 1-0 размером 100 х 300 мм. Сварку ведут неплавящимся электродом сприсадочной проволокой за пять проходов,Подкладка нагревается в индукторедо 500 о и охлаждается водой. Величина нагретого слоя зависит от временинагрева. В данном случае для получения прогрева с обоих сторон подкладкина 2,5 мм время выдержки 2 мин. Затемподкладку охлаждают водой. В результате такой обработки в верхнем и нижнемслое подкладки образуются внутренниенапряжения растяжения. Затем подкладку жестко крепят со свариваемыми лис9352 М Толщинаслоев,мм Ширина подкладки, мм Величинаугловойдеформации 0,5 б", т.е. 1 О 75 0,8 д, т.е. 12 а+В= О, 68=7,с =8=3,5 Предла- ВТ"0лагаемая 35 Промыш- ленная Таблица 2 Толщина под- Толщина Ширина под- Величинакладки, мм слоев, кладки, мм угловоймм деформации Подклад- Марка ма-.ки, териала С 1 +8=0, 68=,8О =8=25 0,8(Р; т.е. й 8Предла- ВТ-0 гаемая 1,06", т.е.8 Промышленная 25 50 10 мм Формула изобретения 5тами посредством прихваток и производят сварку пластин.В табл. 1 (при сварке деталей толщиной 15 мм ) и табл. 2 (при сварка деталей толщиной 8 мм ) приведены срав- нительные данные испытаний предлагаемой и применяемой в промышленности подкладок Подклад- Марка ма- Толщина подки териалакладки, мм Использование предложенного технического решения дозволяет снизить М остаточные сварочные деформации,на 80-854, т.е. повысить качество сварных соединений. Кроме того, предлагаемая конструкция подкладки исключает операцию правки, снижает трудоемкость фф изготовления сварных узлов, а следова. тельно позволяет увеличить производительность труда,1. Подкладка для формирования сварного шва, содержащая три слоя, р т л и ч а ю щ а я с я тем, что, в с целью повышения качества сварного соединения путем снижения оСтаточных сварочных деформаций, наружные слои подкладки выполнены из металлов равной толщины и предварительно нагруже- О 6Как видно из таблицы, угловая остаточная деформация деталей, сварен" ных на предлагаемой подкладке, во много раз меньше, чем деталей, сварен" ных на промышленной подкладке, и находится в пределах допустимой в производстве без исправления (допускается угловая деформация до 15),Таблиц а 1 ны напряжениями растяжения, составляющими 60-804 предела текучести свариваемого материала, а сумма их толщинсоставляет 05-0,6 толщины подкладки, при этом габариты подкладки вы-браны согласно следующим соотношениям:Н =(0,8-1,0)д; В =(5,0-8,0)о,где Н - толщина подкладки в мм;0 - ширина подкладки в мм;Ф- толщина свариваемых деталей.2. Подкладка для формирования,сварного шва по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что слои выполненыиз разнородных материалов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 500961, кл. В 23 К 9/02, 19752. Авторское свидетельство СССРй 139367 кл. В 23 К 9/02, 01.06,73Составитель Н, Техоев Л.ПекаРь ПоляковаКоруекПодпискомитета СССРи открытийаская наб,4город, ул. Про ектн Тираж 1153 сударственного ам изобретений сква ЖРа А 4 "Патент", г. У ор И. Демчиое