Способ дуговой сварки стыковых соединений

)идетельство СССР9/16, 1980.тельство СССР9/16, 1960 ВОЙ СВАРКИчающий сбпо крайка, сварку свариваеОЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ САНИЕ ИЗОБР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 07.10.84. Бюл. (72) М.Б. Жуков (53) 621.791.75(088. (56) 1. Авторское св У 892795, кл. В 23 К2, Авторское свид В 134782, кл. В 23 К (прототип).(54)(57) 1. СПОСОБ ДУГ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, вклю ку деталей путем фиксаци ней мере одной из кромок нальном расстоянии от ст и последующее совмещение мых кромок в одну плоскость, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения затрат на правку и повьппения качества сварного соединения, вдоль свариваемого стыка соз дают разную жесткость кромок путем ик фиксации на разном расстоянии от свариваемого стыка, при этом одну из свариваемых кромок фиксируют на расстоянии, превышающем номинальное расстояние в 4-5 раз.2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что,с целью сниже ния затрат при сварке длинномерных швов, в процессе сборки создают разную жесткость кромок в зоне макси, мального. остаточного прогиба.Изобретение относится к сварке и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности.Известен способ дуговой сварки, при котором детали собирают под сварку со смещением в плоскости стыка, сваривают присадочной проволокой и совмещают кромки деталей, при этом сварку осуществляют присадоч п ной проволокой, температурный интервал эффекта сверхпластичности которой ниже температуры восстановления упругих свойств основного металла, а совмещение кромок деталей производят путем их сдвига вдоль плоскости стыка в температурном интервале сверхпластичности со скоростью деформации, определяемой по формуле- время температурного интервала сверхпластичности всварном шве 1 3. Недостатком указанного способаявляется то, что его применение ограничено материалами, имеющими эффект сверхпластичности при сравнительно низких температурах.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ дуговой сварки, заключающийся всборке деталей путем фиксации по35крайней мере одной из кромок на номинальном ра.сстоянии от стыка, сварке и последующем совмещении сваривае-. мых кромок в одну плоскость 2 ,Недостатком известного способаявляется то, что увеличение жесткости кромки достигается изгибом в плоскости, перпендикулярной шву, т.е, для создания необходимой местной жесткости деформируют деталь по всей45ширине, Для этого необходимо создание специального дорогостоящего оборудования типа известного станка. Такие затраты являются обоснованными только для наиболее простых узлов типа тонких стыкуемых лент не 50 ограниченной длины, Для подавляющего большинства номенклатуры свариваемых узлов такой подход является неприемлемым из-эа значительных зат 55 рат.Цель изобретения - снижение затрат на правку и повышение качества сварного соединения. Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу дуговойсварки стыковых соединений, включающему сборку деталей путем фиксации по крайней мере одной из кромок на номинальном расстоянии отстыка, сварку и последующее совмещение свариваемых кромок в однуплоскость, при сборке вдоль свариваемого стыка создают разную жесткостьКромок путем их фиксации на разномрасстоянии от свариваемого стыка,при этом одну из свариваемых кромокфиксируют на расстоянии, превышающем номинальное расстояние в 4-5 раз.В процессе сборки создают разнуюжесткость кромок в зоне максимального остаточного прогиба,На фиг. 1 показано сварное стыковое соединение; на фиг. 2 - обечайка, имеющая прогиб Г, в серединешва, выполненная по базовому варианту, на фиг. 3 - обечайка, выполненная по предлагаемому способу и имеющая два остаточных прогиба Г, причем Г, Ъ Г 2,Детали 1 прижимами 2 фиксируютк плите 3, Жесткость кромок деталейв показанном сечении различна изза разного расстояния прижимов 2 отцентра стыка 00 (а - расстояние отлевого прижима 2 до стыка 00, вра,сстояние от правого прижима 2 достыка 00), От сварочного нагрсвапроисходит подъем кромок, Из-за разной жесткости кромок их подъем происходит на разную высоту. Приподня гые на разную высоту кромки соединяются сварным швом 4. Кромка, жесткость которой меньше, приподнимается на большую вьсоту. Кромка, жесткость которой больше, либо остаетсяна месте и прижата к плите 3, либоприподнимается, но на меньшую величину, чем противоположная кромка. Таким образом, создаются благоприятные условия для сдвига одной кромки относительно другой при их совмещении. Деформация при совмещении является пластической деформацией. Пластическое деформирование снижает уровень остаточных напряжений в сварном соединении . После совмещения кромки занимают положение пунктирной линии 5. Предлагаемый способ особенно эффективен при правке конструкций с протяженными швами ф3 11171В конструкции типа цилиндрической оболочки, показанной на фиг, 2,целесообразно создать переменнуюжесткость кромок по середине длиныстыка, чем достигается максимальный эффект по уменьшению стрелы прогиба Г . Поэтому, при сварке конструкций с протяженными швами в процессе сборки создают переменнуюжесткость кромок на участке макси- .мального отклонения формы узла после измерения остаточных деформаций.В результате прогиб Г распределяется на два значительно меньших прогиба Г (фиг. 3).П р и м е р 1, При сборке листовых деталей встык в приспособлении клавишного типа УСПО устанавливают прижимные клавиши на разномрасстоянии от стыка деталей при сбор бке, причем одну кромку фиксируютклавишами на номинальном расстоянииот стыка.Под номинальным расстоянием места фиксации детали от стыка обычнопонимают минимально возможное расстояние, определяемое экспериментально в зависимости от способа сварки, свариваемого материала, толщиныдеталей, габаритов горелки и т.п.Номинальное расстояние указываетсяв справочной литературе по сваркеи инструкциях.Другую кромку фиксируют на другомрасстоянии от стыка, превышающемв 4-5 раз номинальное расстояние.В условиях лаборатории опробовантакже способ фиксации кромок с помощью прижимных роликов качения,установленных непосредственно взоне дуги с номинальным расстояниеммежду роликами, равным 2 диаметрам вольфрамового электрода (побазовому варианту и по предлагаемому способу), когда один ролик расположен от стыка на расстоянии, в5 раз превышающем номинальное,Результаты исследований по пп. 1и 2 сведены в таблицу.Снижение затрат достигаетсятем, что объем правки сокращен.50Как видно из таблицы (п. 1 а, б)использование способа по и. 1 формулы позволяет снизить трудоемкостьправки примерно в 3 раза.Согласно формулы п. 2 за счет(п. 1 в таблицы) сокращения протяженности участков правки трудоемкость снижена в 5 раз. Контроль превышения одной кромки относительно другой осуществляютпутем остановки процесса правки,прекращения горения дуги и измерения смещения, например, щупом непосредственно перед швом. Измерениявыполняют на незаваренной частисоединения. Затем процесс возобновляют и заваривают шов окончательно. Такой контроль может выполняться как на образцах-свидетелях, таки на серийных деталях.Таким образом, создавая переменную жесткость кромок в заранее установленном месте, обуславливают условия для последующей эффективной правки путем совмещения кромок,В конструкциях с разнотолщиннымидеталями при сварке в стыке целесообразнее создавать в процессе сборки меньшую жесткость со стороны более тонкой детали, так как последующий сдвиг кромок проще осуществить,сдвигая кромку более тонкой деталиотносительно кромки более толстойдетали. При сварке тепло более интенсивно концентрируется в деталис худшей теплопроводностью материала, поэтому создание меньшей жесткости со стороны этой детали способствуют более эффективному относительному сдвигу кромок. Положительныерезультаты были получены при сварке пластин из сочетания сталей1 Х 18 Н 10 Т и малоуглеродистой сталью.П р и м е р 2. Свариваютсяпластины толщиной 3,0 мм, длиной1,5 мм, шириной 200 мм из алюминиевого сплава 1201 в клавишном приспособлении типа УСПО.Расстояние от кромки клавишейдо стыка составляет 4-5 мм. В центральной части приспособления в томместе, где остаточный ожидаемый прогиб должен достигнуть наибольшей величины, три клавиши были сдвинутыот стыка таким образом, что расстояние от кромки клавиша до стыка составляет 20 мм. Кромка в этом листеимеет значительно меньшую жесткость,чем на соседних участках собранныхдеталей. Поэтому после сварочногонагрева эта кромка приподнимаетсянад другой, происходит ее Сдвиг относительно противолежащей кромки.Величина сдвига составляет 1,52,0 мм.После остывания проколачиваниемосаждают сдвинутую кромку в исход1117168 Номинальное расстояниефиксаторовдо стыка (клавиш роликов),Трудоемкость правки,н/чУУи/п Содержание операции 7,0 1,2 2 7,0 10 Прожег детали Нет смещения кромкиное положение и тем самым совмещают кромки деталей, Проколачиваниеосуществляют в сварочном приспособлении. Остаточный прогиб в местеправки отсутствует. вместо максималь.ного остаточного прогиба, равного25 мм,в середине длины шва, получаемому при сварке по базовому варианту, сварной узел получает дваСварка автоматическая труб из стали 1 Х 18 Н 10 Т, диаметром 60 мм, толщи ной 1,5 мм, длиной 1800 мм в установке клавишного типа СПТа) клавиши смещены относительно стыка на участке длиной 1800 мм б) по базовому варианту в) клавиши смещены научастке максимального прогиба, т.е. по середине трубы на участке длиной 100 мм Сварка автоматическая алюминиевых листов длиной400 мм, толщиной 2,0 мм сиспользованием прижимныхроликов а) по базовому варианту б) по предлагаемому спо- собу в) по предлагаемому спо- собу г) по предлагаемому спо- собу остаточных прогиба 4-4,5 мм на расстоянии 300-350 мм от торцов,Таким образом, при использовании предлагаемого способа сокращает ся объем работ по правке на 60-80%по сравнению с базовым (существующим на заводе технологическим процессом), что приводит к снижению затрат на изготовление. Расстояние фиксаторов (клавиш роликов) до стыка по предлагаемому способу, ммТираж ственн зобрете -35, Ра Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,каз 7118/10 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва, 36 Подписноео комитета СССРий и открытийушская наб., д. 4/5