Способ устранения сварочных деформаций и напряжений

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (111 1511 В 23 К 2 ТЕНИ ИЯ СВАРОЧНЫХ сварных соеролика,и а ю щ и й овышения ка Сварка плавов. М.,84-144.катку выполняют одогревом мпературы а ролику с о температуморфного лине ниже евращения, ратно-пост дование дСб. МВТУтрукций",тельное общают во ва на вел ам металл и ьство СССР8, 05.11.76 причем давл ом направле 0,2-0,3 дав равлении. н ОСУДАРСТЯЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(прототип). 4)(57) СПОСОБ УСТРАНФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙнений путем прокаткиарного шва, о т л ия тем, что, с целью чества и выносливости соединения перемещение вдоль осну, равную 40-50 толщсварного соединения,ние прокатки в обратустанавливают равнымпрокатки в прямом на082590 2сварочных деформаций и напряженийсварных соединений путем прокаткироликов сварного шва, прокатку выполняют с подогревом до температурыне ниже температуры полиморфногопревращения, а ролику сообщают возвратно-поступательное перемещениевдоль оси шва на величину, равную40-50 толщинам металла сварного сое динения, причем давление прокатки вобратном направлении устанавливаютравным 0,2-0,3 давления прокатки в.прямом направлении,Способ осуществляют циклическимнагружением.Первую ступень прокатки производят в прямом направлении при номинальном давлении Р, которое определяют по формуле 20 кгс;м;см;в зоне проде Р -устве" е каия 1 1Изобретение относится к машиностроению, в частности к производствусварных конструкций авиационной, химической, судостроительной промьппленности и др. отраслям народногохозяйства.Известны различные способы устранения сварочных деформаций и напряжений создание в зоне сварного соединения утолщений; термическая обработка; дробеструйная обработка;прокатка вдоль сварного шва, нашедшая широкое применение в промышленности Я .Однако, создание утолщений невсегда применимо в конструкциях,особенно из тонколистового материала, но при возможности созданияконструкции приводит к увеличению веса изделий и повышению КИМа. Термической обработкой может быть повышена прочность только у ограничен.ного круга материалов, но при этомона может вызывать дополнительныедеформации.Дробеструйная обработка не можетбыть также применена на конструкциях из тонколистовых материалов,так как вызывает деформации и требует особых условий с точки зренияпромышленной санитарии.Наиболее эффективным способомранения деформаций и напряжений яляется прокатка. Известны способыустранения напряжений и деформацийпутем прокатки 121,Однако в этих способах не устраняются внутренние дефекты швов, атакже не устраняется деформация впоперечном направлении,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ устранения сварочных деформаций и напряжений сварных соединенийпутем прокатки роликами сварногошва, снижающий сварочные деформациии пиковые напряжения прокаткой вдольсварного шва с поперечными колебакиями ролика вхолодную 3 .Однако качество сварных соединений и предел выносливости получается недостаточно высокими; так какпри этом способе внутренние дефектывытягиваются, а наружные сгла 3 ьиваются.Цель изобретения - повышеничества и выносливости соединенПоставленная цель достигаетсятем, что согласно способу устранения усилие прокатки,ширина роликов, мдиаметр роликов,толщина металлакатки, см;модель упругости прокатывамого металла, кгс/см;предел текучести металла взоне прокатки при температре сверхпластичности,кгс/см .Ъ Вторую ступень прокатки, называемую дрессировкой, в обратном направлении производят при давлении Р= 0,2-0,3 Р = 200 - 300 кгс, т.е.создается небольшая дополнительнаядеформация для проявления в поверхностных слоях напряжений сжатия.Известно, что напряжения сжатия увеличивают работоспособность сварныхсоединений,При первой ступени прокат.ки производится термомеханическаяобработка металла (ТМО), при которой растягивающие сварочные напряжния снимаются и упрочняется металлшва.Уменьшение давления до 0,1 Р100 кгс не повышает качества и выносливости соединения, увеличение давления до 0,4 Р = 400 кгс также недает положительного эффекта, таккак увеличиваются поверхностныенапряжения.После прохождения шага роликами,равного 40-50 толщин металла, в прямом и обратном направлениях, пустьдо конца этого шага ролики проходят на холостом ходу, после чего начинается новый шаг с номинальным давлением.При толщине металла 1,2 мм шаг равен 48-60 мм. При уменьшении шага до 40 мм не устраняются дефекты,при увеличении его остаются деформации от самой прокатки.В зоне контакта с роликом, создаю О щим давление Р 1000 кгс, сварное соединение нагревают, например пропусканием электрического тока, до температуры не ниже температуры полиморфного превращения металла, т;е. создается интервал наступления сверхпластичности материала, Такой температурой, например для титанового сплава ОТ 4, является температура в интервале 880-900 С, ля ВТ 620 900 С, для ВТ 20 960-980 С. При достижении температуры выше температуры полиморфного превращения материала, например, для титана она наступает при К -в 3 превращение происходит сращивание пористости, раковин и других внутренних дефектов, а также полное сглаживайие наружной поверхности металла сварного соединения и устранение внешних концентраторов напряжений, Прокаткой с по" догревом эффектйвно исправляются деформации тонколистовых конструкций, как несовмещение кромок (редан), местные коробления и выступание.е ,швов и др,. Особенно эффективно горячей прокаткой исправляются сварные узлы в виде оболочек, корпусов, труб и др.После прокатки с подогревом значительно увеличивается предел выносливости, что видно из таблицы.Заказ 1635/13 Тираж 1037 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Были проведены эксперименты на титановых сплавах ОТ 4-1, ПТ 7-М и спл. 40, толщина материала 1,2 мм. Образцы в количестве по 3 штуки каждого варианта были сварены автоматической аргонодуговой сваркой, подвергнуты рентгеновскому просвечиванию. Сварку выполняли по режиму: Д 70 А, 0 8-10 В, скорость сварки 12 м/ч, 1 О После рентгеновского просвечивания были обнаружены дефекты в виде пор, подрезов занижения глубиной до 0,3 мм. Образцы были прокатаны 15 по базовому варианту вхолодную и по предлагаемому горячей прокаткой при температуре сверхпластичности. Режимы прокатки: ширина роликов 20 10 мм, диаметр роликов 150 мм, Р 11,пм, 1500 кгс при холодной прокатке и 1000 кгс при горячей прокатке. После прокатки были исследованы свойства сварных соединений, вынос. ливость и количество дефектов (таблица). Анализ результатов показал, что прочность соединений при горячей прокатке выше, выносливость так же, например, для сплава ОТ 4-1 новы силась на 8 кгс/мм, что очень важно. Дефекты в виде подрезов и пористостн и деформация отсутствовали. Сварочные напряжения растяжения в металле шва сняты.Таким образом видно, что предлагаемый способ эффективен и полезен для производства и найдет широкое применение при прокатке титановых трубопроводов.Внедрение предлагаемого способа позволит повысить ресурс трубопрово" дов в 1,5-2 раза. Только на одном предприятии, например при изготовлении изделия ИЛ, экономический эффект составит 210 тыс.руб.