Двошаровий зварений пакет для виготовлення біметалічного листа

Двошаровий зварений пакет для виготовлення біметалічного листа, що складається з основного сляба і шару плакувального металу, оснащений компенсаторами деформацій і пазами, у які встановлені вкладиші-заглушки, який відрізняється тим, що пази і компенсатори деформації виконані в матеріалі основного сляба по двох взаємно перпендикулярних сторонах, причому паз у поперечному перерізі виконаний у формі трикутника, а компенсатор деформації в основі має поперечний переріз менший, ніж у верхній частині. Корисна модель відноситься до області металургії, а саме до виробництва шаруватих матеріалів пакетним способом. Відомий зварений пакет, що складається з шарів основного металу, між якими розташовані плити металу, що плакує, обмежені по периметру рамкою, яка з'єднує їх в пакет. Пакет виконаний у вигляді прямокутної призми зі співвідношенням площі шару з основного металу до площі плити металу, що плакує і з'єднувальної рамки, рівним одиниці [див. а.с СРСР №509382, МКИ В23Р 3/02, 1976 р.]. Недоліком такого пакета є наявність у ньому з'єднувальної рамки, виготовлення і зборка якої вимагають додаткових витрат праці і металу. Відомий зварений пакет для одержання шаруватого металу, виконаний у вигляді прямокутної призми, що складається з плакованих заготівок зі співвідношенням їх площ, рівнім одиниці [див а.с. СРСР №608634, МКИ В23Р 3/02, 1978 p.]. Недоліком цього пакету є його низька надійність при нагріванні і прокатці через малу величину критичного перетину звареного шва або велика трудомісткість зварювальних робіт при забезпеченні необхідної надійності пакета. При цьому висота зварювального шва може досягати 60-100мм. Зазначені недоліки обумовлюють високу собівартість листів. Відомий також двошаровий зварений пакет для виготовлення біметалічних листів, що містить сляб основного металу, наприклад конструкційну сталь, і пластину шару, що плакує, наприклад нержавіючу сталь, з виконаними по його периметру компенсаторами деформації виникаючої при нагріванні і прокатці різнорідних металів і пазами, в кінці яких установлені вкладиші - заглушки [див. а.с. СРСР №184602, МКИ В23Р 3/02, 1966 p.]. Цей пакет прийнятий за прототип. У відомому пакеті компенсатори деформації виконуються в пластині шару, що плакує. За умовами надійності роботи швів на зріз, їхня міцність повинна бути настільки високою, щоб забезпечити деформацію компенсаторів на вигин і при цьому самим не зруйнується. Така міцність швів у пакеті досягається за рахунок збільшення маси металу шва в критичному перетині, тобто за рахунок додаткової витрати дорогих зварювальних матеріалів, застосовуваних для зварювання таких пакетів, і додаткових працезатрат на виконання підвищеного обсягу зварювальних робіт. Крім того, механічна обробка при виготовленні пазів і компенсаторів у пластині металу, що плакує, більш трудомістка, ніж у конструкційній сталі, оскільки метал, що плакує, більш легований, ніж основний метал. У відомому пакеті компенсатори і пази виконується по всьому периметру пластини. Цим забезпечується двохосьова компенсація деформацій (напруг), що виникають при нагріванні і прокатці пакета. Рівноцінна компенсація деформацій у пакеті може бути досягнута і при скороченій у 2 рази довжини компенсаторів і пазів. Це дозволять зни (72) Попов Анатолій Васильович, Попов Борис Анатольович, Литвинов Олег Миколаевич, Литвинов Дмитро Олегович, Литвинов Володимир Олегович ео О) 8874 зити обсяг механічної обробки в 2 рази. Зменшення довжини пазів і компенсаторів, у свою чергу, забезпечить зниження розхідного коефіцієнту на переділі пакет-лист за рахунок скорочення величини обрізу по ширині і довжині двошарових листів також у 2 рази. У відомому пакеті пази в перетині мають прямокутну форму. Така форма паза за умовами роботи компенсатора використовується лише на половину. У залежності від природи металів, що з'єднуються, виникаюча різниця величин лінійного подовження між основним металом і металом, що плакує, при їхньому спільному нагріванні може бути додатна або від'ємна. При додатній різниці подовжень - компенсатор буде відхилятися щодо свого нормального положення в зовнішню сторону пакета, при від'ємній - убік паза. Як видно, у першому випадку паз не потрібний узагалі. Його роль може виконувати вузька щілина. Однак, з огляду на те, що в процесі прокатки витяжка шару, що плакує, буде меншою, ніж основного металу, паз усе-таки необхідний, принаймні, доти, поки не відбудеться схоплювання шарів один з одним. Але форма паза повинна бути більш раціональною, з урахуванням повного заповнення його компенсатором, що згинається відносно своєї основи, тому що зайвий об'єм паза небажаний не тільки завдяки виконанню додаткової механічної обробки, але і ізза надлишкової кількості повітря, що вміщується в ньому, адсорбція якого на поверхнях шарів, що зварюються, при нагріванні, веде до зниження якості їхнього зв'язку. У відомому пакеті перетин вертикальної частини компенсатора є постійним. При такому перетині компенсатора проблема забезпечення надійності пакета при його нагріванні і на початку прокатки (до настання зв'язку між шарами) є складною. Це видно з того, що за умовами надійності пакета необхідно, щоб деформація компенсаторів на вигин відбувалася без руйнування швів. Здавалася б проблема надійності пакета зводиться до підвищення міцності швів на зріз у критичному перетині, тобто збільшенням розмірів швів, однак, просте збільшення розмірів шва веде до збільшення твердості (моменту опору) перетину компенсатора деформації за рахунок наплавленого металу, що також вимагає посилення шва. Тобто, у відомому пакеті виникає необхідність варіювання величиною перетину вертикальної частини компенсатора деформації. В основу корисної моделі покладена задача створити такий двошаровий зварений пакет для виготовлення біметалічного листа, у якому шляхом зміни місця розташування і форми пазів і компенсаторів деформації досягається зниження працезатрат і матеріалоємності виготовлення пакета з одночасним підвищенням його конструктивної надійності. Поставлена задача досягається тим, що запропоновано двошаровий зварений пакет для виготовлення біметалічного листа, що складається з основного слябу і шару металу, що плакує, постаченими компенсаторами деформацій і пазами, в яких установлені вкладиші-заглушки, у якому, від повідно до корисної моделі, пази і компенсатори деформації виконані в матеріалі основного слябу по двох взаємно перпендикулярних сторонах, причому паз у поперечнім перерізі виконаний у формі трикутника, а компенсатор деформації в основі має поперечний переріз менший, ніж у своїй верхній частини. Технічний результат досягається завдяки тому, що: - пази виконуються в слябі основного металу, у якості якого звичайно використовується менше легована конструкційна сталь, що створює при її механічній обробці значно менше труднощів, чим більш легований метал, що плакує, з його спеціальними властивостями (корозійна стійкість, жароміцність, зносостійкість і т.д.); - пази виконуються по одній короткій і довгій стороні сляба; - пази в поперечному перерізі мають форму трикутника; - компенсатор деформації має площу поперечного перерізу в основі меншу ніж у верхній частині, за рахунок того, що внутрішня стінка компенсатора і плити, що плакує, утворюють тупий кут, або за рахунок того, що внутрішня стінка компенсатора і поверхня плити, що плакує, утворюють прямий кут, а компенсатор деформації у своїй основі з зовнішньої сторони має надріз. Виконати надріз значно простіше і дешевше, ніж виконати роботи по посиленню шва. На кресленні (Фіг.1, Фіг.2) зображений пропонований пакет. Пакет складається зі сляба 1 основного металу з трикутним пазом 2 і компенсатором деформації 3, що сприймає виникаючі при нагріванні і на початку прокатки зусилля, і пластини 4 металу, що плакує. Пакет по периметру зварений герметичним швом 5. Для розвантаження шва при нагріванні і прокатці в основі компенсатора з зовнішньої сторони його мається надріз 6. На виході паза в кутах установлені заглушки 7. Приклад: Збирали 1 лабораторний розмірами 26x60x180мм і 1 промисловий - розмірами 280x1300x2100мм. двошарові пакети. Пакети обварювали по периметру ручним електродуговим зварюванням. Як зварювальні матеріали використовували електроди марки ЭА-981/15, сі=5мм. Товщину плити, що плакує, зі сталі марки Х18Н10Т для лабораторного пакета приймали 4мм, а для промислового - 30мм. Основну заготівку зі сталі 09Г2 для лабораторного пакета приймали рівною 22мм, а для промислового - 250мм. Товщину компенсатора у верхній частині для лабораторного пакета приймали рівною - 8мм, для промислового - 20мм, а в нижній - 6мм для лабораторного і 14мм для промислового. Висоту компенсатора приймали рівною для лабораторного пакета 7мм, а для промислового 25мм. Пази виконували в поперечному перерізі у виді трикутника. Ширину паза для лабораторного пакета приймали - 8мм, для промислового -15мм. Пази і компенсатори виконували на одній довгій і одній короткій стороні заготівки (сляба) основного металу. Величина шва в критичному перетині 8874 для лабораторного і промислового пакетів склала, відповідно, 4 і 15мм. Після зборки й обварювання пакетів по периметру з них були виготовлені двошарові листи за прийнятою технологією (нагрів, прокатка, термообробка, УЗК, вирізка розмірів) товщиною 8мм і 40мм. Нагрівання і прокатка підтвердили високу конструктивну надійність пакетів завдяки наявності надрізів в основі компенсаторів деформації. Контроль якості показав, що сплошність і міцний зв'язок шарів мав місце по всій контактній поверхні плакованих листів. Відмітні ознаки об'єкта, що заявляється: компенсатори деформації і пази виконані на слябі основного металу; компенсатори деформації і пази виконані тільки по короткій і довгій стороні сляба; пази в поперечному перерізі мають форму трикутника; компенсатори деформації в основі мають поперечний переріз менше, ніж у верхній частині. Використання корисної моделі, що заявляється, дозволить знизити працезатрати та матеріалоємність виготовлення пакета та збільшити конструктивну міцність його. 8874 Комп'ютерна верстка Д. Дорошенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601