Способ изготовления сварных соединений

(55 В 23 К 28/02 БРЕТЕНИВУ ОП АВТТОРС тит ломаНЫХ ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ .КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗО МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 789258, кл, В 23 К 28/00, 1979.Авторское свидетельство СССР.М 1052357, кл. В 23 К 28/00, 1982. 4) СПОСОЬ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ Изобретение относится к сварке и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при производстве конструкций из А 1-сплавов с повышенными требованиями к качеству сварных соединений и точности изготовления.Известен способ изготовления сварных соединений, в котором, с целью повышения качества сварных соединений путем обеспечения равнопрочности и равнопластичности металла шва с основным металлом, пластическое деформирование проводят в два этапа, при этом в процессе сварки осуществляют горячее плавтическое деформирование при 400 ОС, а после сварки - холодное пластическое деформированив околошовной зоны, Недостатком этого технического решения является то, что при сварке с пластическим деформированием шва при Т400 С происходит попадание в металл шва углеродистых и интерметаллидных включений, способствующих образова 57) Использование: сварка конструкций из А 1-сплавов в различных отраслях машиностроения, Сварку осуществляют на стальной подкладке с вкладышем из А-сплава, Пластическое деформирование металла шва проводят при Т = 150+10 С и степени деформации е=3-4 О/ с одновременным деформированием при Т = 100+10 С и степени.деформации е= 2-3, Применение .способа. позволяет обеспечить требуемое качество сварных соединений, устранить сварочные деформации и существенно снизить уровень остаточных сварочных напряжений, исключить преждевременное разрушение конструкций, 5 ил,нию трещин, а также не устраняет сварочные деформации и не снижает остаточные сварочные напряжения. Они остаются на уровне сварки в исходном состоянии,Известен способ получения сварных соединений, в котором, с целью улучшения качества сварных соединений из А 1-сплавов путем снижения уровня остаточных сварочных напряжений при устранении деформации коробления, деформированию подвергаются стыкуемые кромки основного металла при температуре Т - 50 ч.10 С и степени деформации 1-2с одновременным деформированием металла шва на стадии выравнивания температурного поля при 90 ч.30 С и степени деформации я = =4-7, При этом способе сварка и пластическое деформирование шва осуществляются на стальной сплошной подкладке,Недостатком этого. технического решения является то, что при использовании источника нагрева с высокой плотностью тока,снижающих конструктивную прочность 5 10 20 шва размещают вкладыш из А 1-сплава, а в процессе пластического деформирова ния один ролик располагают в зоне с Т = =150+10 С и деформацию осуществляют на 3-4 ф 4, а второй - в зоне Т = 100 +10 С и деформируют металл шва на 2-3%,При этом протекают следующие про цессы. 50 ций при прокатке вторым роликом в зонесварного соединения (фиг.5). Прокатка металла шва вторым роликом удлиняет волокнапример при сварке плавящимся электродом, имеет место расплавление стальной подкладки и попадание в металл шва углеродистых и интерметаллидных включений,вследствие появления трещин. Кроме того, деформирование металла шва на А 1-вкладыше не позволяет за один проход устранить остаточные сварочные деформации и снизить уровень остаточных сварочных напряжений, поскольку усилие от прокатки в этом случае расходуется в основном на уплотнение А 1-вкладыша и устранение зазоров между вкладышем и стенками канавки стальной подкладки, Несмотря на изменение усилий прокатки в широких пределах с небольшим интервалом между усилиями во всех случаях оставался прогиб и высокий уровень остаточных сварочных напряжений,Целью изобретения является исключение разрушения при сварке с высокой плотностью тока,Сущность изобретения состоит в том, что в способе изготовления сварных соединений, при котором выполняют дуговую сварку на стальной прокладке и последующее пластическое деформирование роликами, в стальной подкладке в зоне сварного Первый процесс, В этом случае протекаетпроцесс сварки, при котором в соответствии с известным механизмом образования деформации и напряжений при остывании металла происходит укорочение волокон как в продольном, так и в поперечном направлениях, что впоследствии приводит к возникновению растягивающих напряжений и образованию сварочных деформаций коробления,Второй процесс, При деформировании металла шва первым роликом в интервале 150.ф. 10 С и степени деформации я = 3 - 4 О протекают пластические деформации удлийения. Однако в этом случае проплавом заполнена канавка в А 1-вкладыше,выбраны все зазоры, т.е. созданы благоприятные условия для развития пластических деформана, компенсируя оставшуюся от первого пРоцесса величину деформации укорочения, При этом происходит устранение де 40 45 формаций коробления (фиг.4) и снижение уровня остаточных напряжений в 2,5 - 3,5 раза по сравнению со сваркой в исходном состоянии (фиг,З). Следует отметить, что все процессы связаны между собой и происходят одновременно.На фиг,1 представлена схема осуществления способа: на фиг.2 - схема стальной подкладки с вкладышем из А 1-сплава; на фиг,З - распределение остаточных сварочных напряжений; на фиг,4 - величины деформаций коробления; на фиг.5 - распределение твердости в поперечном сечении сварного соединения.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом,Перед сборкой под сварку деталей 1 в паз стальной подкладки 2 устанавливают А 1-вкладыш 3.Затем в зависимости от температурных условий устанавливают прокатывающее устройство относительно сварочной горелки 4 так, чтобы в зоне прокатывающего ролика 5 была температура 150+10 С, а в зоне контакта прокатывающего ролика 6 100+10 С, После этого включают устройства для обеспечения статического усилия с таким расчетом, чтобы при прокатке металла шва ролик 5 обеспечил своим статическим давлением степень деформации 3-4) а ролик 6 - степень деформации 2-3 о , Затем возбуждают сварочную дугу, приводят в движение привод перемещения сварочного и деформирующего устройств, осуществляют пластическое деформирование металла шва при указанньх степенях деформации. Такое деформирование позволяет исключить преждевременное разрушение конструкций, устранить деформации коробления и значительно снизить уровень остаточнь 1 х сварочных напряжений,П р и м е р. Перед сваркой деталей из сплава 1201 толщиной 4 мм в паз стальной подкладки устанавливают вкладыш из сплава 1201 для формирования проплава. После этого производят сборку под сварку, Сварку выполняют плавящимся электродом на ре-. жиме: скорость сварки 36 м/ч; сварочный ток 160 А; напряжение дуги 20 В. Прокатывающий ролик 5 устанавливают относительно сварочной горелки на расстояние А 1 = 200 мм, что соответствует температуре Т =150 С, а,ролик 6 устанавливают на расстояние от первого ролика А 2 = 320 мм, что соответствует температуре Т = 100 С. С учетом степени деформации я = 37 О статическое усилие на ролике 5 составляет 10000 Н, а на ролике 6 с учетом степени деформации г = 2 О Р = 11000 Н. Затем включаютпривод движения сварочного и деформирующих устройств. При этом сварочное устройство будет осуществлять сварку деталей, нагрев зоны сварочного соединения, а прокатывающие ролики будут совершать пластическое деформирование в заданных температурных условиях,Внедрение способа при сварке плавящимся электродом конструкций иэ А 1-сплавов позволит; обеспечить точность сварной конструкции; снизить уровень остаточных сварочных напряжений и устранить деформации коробления; уменьшить трудоемкость изготовления сварных конструкций за счет исключения трещин в металле шва сварного соединения; исключить преждевременное разрушение конструкций и обеспечить стабильный процесс сварки,Р Формула изобретения,Способ изготовления сварных соединений преимуществечно из А-сплавов, при, котором выполняют дуговую сварку на ос тальной прокладке и последующее пластическое деформирование роликами, о т л ича ю щи й ся тем, что, с целью исключения разрушения при сварке с высокой плотностью тока путем уменьшения сварочных де формаций и напряжений и исключения . появления интерметаллидов в металле шва. в стальной подкладке в зоне сварного шва размещают вкладыш.из А 1-сплава, а в процессе пластического деформирования один 15 ролик располагают вэоне сТ+10 С и деформацию осуществляют на 3-4. а другой - в зоне Т = 100+ 10 С и деформируют металл шва на 2-3%. ситероагпко.ь-ь ООКАП(АпРи тфс 5 х-х ДЩДЯЯриац ег лоос+8%ИДХКА ПРИ Т 9 р Составитель И. СаломатовТехред М,Моргентал Корректор Л. Бескид еда ербер оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул;Гагарина, 10 каз 1963 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5