Способ стыковой сварки и устройство для его осуществления

)5 В ОПИСАН РЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ИЕ ИЗОВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ СТЫКОВОЙ СВАРКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ. ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: для стыковой сваркидлинномерных криволинейных швов. Сущность изобретения; по линии шва в свариваемых деталях выполняют. отверстия. Вставляют в отверстия стяжной элемент. По одну сторону шва устанавливают прижимную планку, по другую - подкладную планку. Фиксируют планки и свариваемые детали стяжным элементом, после этого производят сварку, Устройство для осуществления способа содержит стяжной элемент 5, прижимную планку 7 (прижим) и подкладную планку 6 (подкладку). Свариваемые детали 1, 2 и планки 6, 7 фиксируются стяжным элементом. 1 осн, и. ф-лы, 4 з,п. ф-лы, 9 ил.Изобретение относится к стыковойсварке с применением вспомогательных устройств для крепления деталей и формирования сварного шва с приданием особогопрофиля отдельным участкам кромок, Преимущественное использование - сваркатонкостенных крупногабаритных конструкций, а также деталей типа воздуховодов ибалок с большой величиной отношения длины к размерам поперечного сечения, в том 10числе и криволинейных, в различных отраслях машиностроения в условиях единичногои мелкосерийного производства, а также встроительстве,Целью изобретения является расширение технологических возможностей путемобеспечения сварки криволинейных длинномерных деталей,На фиг. 1 представлен возможный вариант формы и расположения технологических отверстий, разделываемых в кромкахсвариваемых деталей; на фиг. 2 - разрезА-А на фиг, 1; на фиг, 3 - второй вариантразделки отверстий; на фиг. 4 - разрез Б-Бна фиг. 3 (штриховой линией на фиг. 2 и 4 25показана форма сварного шва после свар. ки); на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг, 5; на фиг. 7 - устройство для сварки деталей; на фиг, 8 - разрезД-Дна фиг.7; на фиг,9 - разрез Е-Е на фиг. 307.П р и м е р 1. В среде инертных газоввыполняют дуговую сварку листовых деталей 1 и 2 толщиной 1 мм из алюминиевогосплава АМг 6 по криволинейному шву 3 (см. 35фиг. 1 и 2). В свариваемых кромках разделывают отверстие 4 диаметром 4 мм, например, сверлением с шагом 0,2-0,3 м.Сварочные кромки зачищают до удаленияслоя окислов, Детали 1 и 2 стыкуют и в 40отверстия 4 устанавливают стяжные элементы 5. С обратной стороны сварного шваразмещают подкладную планку (дали подкладку 6) из стали 12 Х 18 Н 10 Т, которую соединяют со стяжным элементом 5 (см, фиг. 7 45и 8). С лицевой стороны сварного шва устанавливают прижимную планку (далее прижим) 7. С помощью стяжного элемента 5стягивают между собой прижим 7, подкладку6 и расположенные между ними свариваемые кромки деталей 1 и 2 с удельным усилием 0,1-0,15 кгс/пог.м. (согласно табл. 1ОСТа 92-1186-81). Через отверстия (не показаны) в подкладке 6 к свариваемому швуподают аргон с расходом 11 л/мин, а через 55продольное отверстие в прижиме 7 выполняют сварку на участке д-б, Затем подкладку и прижим переставляют на соседнийучасток и сваривают стык на участке Ь-Ь (см,фиг. 1). После удаления устройства заваривают участок а-Ь с применением присадоч- ной проволоки. В качестве стяжных элементов используют шпильки с гайками.П р и м е р 2, При сварке листов толщиной 4 мм в кромках разделывают отверстия диаметром 5 мм, Осуществляют сварку участков а - а и Ь-Ь аналогично описанному в примере 1, Затем после удаления прижима, стяжек и подкладки в технологические отверстия 4 устанавливают закладную деталь в виде цилиндра 5 мм, высотой 4 мм из сплава АМг 6 и прихватывают ее сваркой к деталям 1 и 2. После этого заваривают участок а - Ь ручной сваркой.П р и м е р 3. Выполняют сварку в инертном газе неплавящимся электродом с присадочной проволокой криволинейной балки прямоугольного сечения, состоящей из двух изогнутых деталей типа швеллеров 8 и 9 (см. фиг. 3 - 6) из титанового сплава ОТ 4 с толщиной свариваемых кромок 3 мм. В кромках детали 8 фрезеруют прямоугольные пазы длинной 14 мм и глубиной 1 мм с шагом 200 мм, которые вместе с кромкой детали 9 образуют технологические отверстия 10, Это первый отличительный признак предложенного способа.После зачистки свариваемых кромок от окислов и загрязнений детали 8 и 9 собирают под сварку с использованием предложенного устройства, Для этого удаляемые после сварки радиусные подкладки 11 и прямолинейные подкладки 12 стыкуют ответными концами, в которых имеются сквозные соосные отверстия, В эти отверстия вставляют стяжки 13 (см, фиг, 5 и 6). Подкладки 11 и 12 со стяжками 13 монтируют на внутренней поверхности детали 8, при этом стяжки 13 устанавливают в пазах технологических отверстий 10 и стыкуют кромки деталей 8 и 9. Операция установки стяжек в технологические отверстия является вторым отличительным признаком предложенного способа.На свободные концы стяжек 13, высту-, пающие над внешне,; поверхностью собранной балки, монтируют прижимы 14 и 15, при этом стяжки 13 проходят через отверстия на концах прижимов. На свободном конце стяжки 13 закрепляют съемные накладки 16, например, винтами (не показаны). Через отверстия в накладках 16 стяжку с помощью болта 17 и гайки 18 соединяют со штоком 19 гидроцилиндра 20. Доступ к болту 17 и гайке 18 осуществляется через окна в упоре 21 (см, фиг. 6), При,подъеме штока гидроцилиндра стяжка 13 через упор 21 стягивает подкладки 11. и 12, прижимы 14 и 15 и кромки деталей 8 и 9 между собой с удельным усилием 7000 кгс/м. При агом силовое замыкание осуществляется через тех. нологические отверстия 10. Это позволяет выравнить и надежно закрепить кромки свариваемых деталей под сварку. Нэ торцы собранной балки устанавливают заглушки 5 (не показаны), через которые осуществляется поддув аргона, Затем через окна в прижимах 14 - 15 выполняют сварку на участках а-а и Ь - Ь. После этого устройство демонтируют и заваривают участки а - Ь. Вытянутая 10 вдоль сварочного стыка прямоугольная форма технологического отверстия облегает процесс заварки участков а-Ь.Стяжка 13 представляет собой стальную пластину толщиной 1 мм и шириной 14 15 мм. Форма подкладок 11, 12 и прижимов 14, 15 определяется формой сварного шва, при этом целесообразно сварной шов разбивать на радиусные и прямолинейные участки,Конструктивное выполнение устройст ва для стыковой сварки. Устройство содержит прижим 7 и подкладку 6 (см, фиг. 7 и 8). Прижим 7 установлен на одной стороне свариваемых деталей 1 и 2, и подкладка 6 - на обратной стороне деталей, Прижим 7 и под кладка 6 соединены стяжным элементом 5 в виде шпильки, ввернутой одним концом в отверстие в подкладке. На другой конец шпильки навернута гайка 22. Для формирования шва подкладка 6 имеет выемку 23, 30 через которую, кроме того, осуществляется поддув инертного газа через штуцер (не показан). Прижим имеет продольное окно 24, по форме соответствующее форме сварного шва 3(см. фиг,1 и 9). 35Устройство работает следующим образом.В подкладку 6 ввертывают шпильки 5. Осуществляют стыковку деталей 1 и 2 так, чтобы шпильки 5 проходили в технологиче ские отверстия 4 (см, фиг, 1 и 2) в кромках свариваемых деталей, С лицевой стороны деталей 1 и 2 устанавливают прижим 7, при этом шпильки 5 пропускают в отверстия прижима. С помощью гайки 22 и шпильки 5 45 стягивают подкладку 6, прижим 7 и свэриваемые кромки деталей 1 и 2, При этом происходит выравнивание кромок в одной плоскости и их надежная фиксация. Через окно 24 в прижиме 7 выполняютсварку шва 50 3 на участке а-а. Затем приспособление переставляют на соседний участок и процесс повторяют.Другой пример конструктивного выполнения устройства для стыковой сварки, Уст ройство содержит радиусные прижимы 14, прямолинейный прижим 15 и подкладки 11 и 12 соответственно. Прижимы установлены на внешней стороне деталей 8 и 9, а подкладки на внутренней стороне (см, фиг, 3 -6), Прижимы и подкладки имеют на концах ступени с отверстиями, в котпрые установлены стяжки 13, Стяжка 13 выполнена в виде пластины, на одной стороне которой неподвижно закреплены упоры 25, э на другой стороне - съемные накладки 16. Накладки 16 с помощью болта 17 и гайки 18 соединены со штоком 19 гидроцилиндра 20. Гидроцилиндр 20 соединен с упором 21, опирающимся на прижим 14. Прижимы 14 и 15 имеют окна, через которые выполняется сварка деталей,Устройство используют следующим образом.Собирают подкладки 11 и 12 между собой и в соосные отверстия вводят стяжки 13, Устанавливают подкладки и стыкуют детали 8 и 9 между собой, при этом стяжки 13 размещают в технологических отверстиях 10. С внешней стороны сваривэемой балки последовательно монтируют прижимы 14 и 15, при этом стяжка 13 проходит через отверстие в прижимах, На свободном конце стяжки закрепляют съемные накладки 16, например, винтами. Через отверстие в накладках 16 стяжку 13 с помощью болта 17 и гайки 18 соединяют со штоком 19 гидроцилиндра 20, При подъеме штока гидроцилиндра стяжка 13 через упоры 21 стягивает подкладки 11 и 12, прижимы 14 и 15 и кромки деталей 8 и 9. При этом прижимы 14 и 15 взаимодействуют с упором 21, Таким образом происходит выравнивание кромок сваривэемых деталей и их надежная фиксация, Затем через окна в прижимах 14 и 15 выполняют сварку на участках а-а и Ь - Ь, после этого устройство демонтируют и заваривают участки а-Ь.Такое конструктивное выполнение устройства для сварки позволяет использовать узкие протяженные технологические отверстия в свариваемых кромках, которые легко заварить после удаления устройства, Кроме того, гидроцилиндр обеспечивает достаточное усилие стягивания свариваемых кромок,Предложенный способ стыковой сварки и устройство для его осуществления позволяют значительно снизить металлоемкость сборочно-сварочной оснастки за счет силового замыкания с помощью стяжек, прижи-ма и подкладки кратчайшим путем, т.е. через технологические отверстия, изготовленные в сварочных кромках, Это позволяет отказаться от жестких рамных конструкций прижима и подкладки, что значительно сокращает затраты на изготовление оснастки, особенно при изготовлении крупногабаритных конструкций. Кроме того, изобретение расширяет технологические воэможности ипозволяет сварить детали типа криволинейных воздуховодов на удаляемой подкладке, удержание и фиксация которой другими известными способами и устройствами либо крайне затруднена, либо невозможна. Дополнительным положительным эффектом является то, что появляется возможность защиты сварного шва от окисления с помощью инертного газа, поступающего через отверстия в подкладке устройства для сварки, что повышает качество сварного шва. Формула изобретения 1. Способ стыковой сварки, при котором в свариваемых деталях выполняют отверстия, стыкуют свариваемые детали, устанавливают в отверстия стяжной элемент, фиксируют им свариваемые детали, а затем сваривают,отличающийся тем,что,с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения сварки криволинейных длинномерных швов отверстия . для стяжных элементов выполняют по линии стыка, устанавливают по одну сторону шва, прижим, по другую сторону шва устанавливают подкладку, затем подкладку, свариваемые детали и прижим фиксируют стяжным элементом. 2. Способ по п.1, о тли ч а ю щи йс я тем, что в отверстия вставляют закладные элементы из материала, аналогичного материалу свариваемых деталей и приваривают 5 их к свариваемым деталям.3. Устройство для стыковой сварки, содержащее стяжной элемент с натяжным устройством, фиксирующие элементы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что один фиксирующий элемент выполнен в виде прижимной план- ки с продольным отверстием для доступа сварочной головки, а другой - в виде подкладной планки, при этом в прижимной 15 планке и подкладной планке выполнены отверстия для стяжного элемента, проходящего через технологические отверстия в сварочном стыке.4,Устройствопоп. З,отличающее с я тем, что натяжное устройство стяжного элемента выполнено в виде силового пневмоцилиндра.5. Устройство по и. 3, отл ич а ю щее с я тем, что натяжное устройство стяжногоэлемента выполнено в виде силового гидро1816615 Составитель Л,Логун Техред М.Моргентал Корректор Н Ревск Ор каз 1699 Тираж ПодписВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и отк113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 цтиям при ГКНТ СССР зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина