Спосіб зменшення кутових залишкових деформацій зварних з’єднань

ДЛЯ СЛУЖГБНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКЧ № СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН й\ (ЗП5 В 23 К 28/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГТИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816787/27 і (22) 23„04 о 90 (71) Институт, электросварки имо Е.О И Патона (72) ВОГ„ Петушков, ВОМО Первой, В О Б, Борисенко, ИсВо Солнцев, ВОА. Титов и А 0 Г о Брызгалин • го соединения симметрично относительно шва. Одну пару устанавливают по околошовной зоне со стороны выпуклости, а другую — на обратной вогнутой стороне симметрично относительно оси сварного шва на расстоянии L от верхнего заряда ВВ, которое определя (53) 621.791.75.015(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1519042, кл. В 23 К 28/00, 1987 (непублик о ). ют по формуле Ь ш !/2Тц*Ц|> ^~ і] где Ь,. - экспериментально определяв-мый параметр, постоянный для сварного соединения данной толщины и проч(54) СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ УГЛОВЫХ ОСТА„ ности; К - эмпирический коэффициент, определяющий изгибную податливость t ТОЧНЫХ ДЕФОРНАЦИЙ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ' сварного соединения; га - параметр, (57) Изобретение относится к сварке, 1 определяющий детонационные характев частности к способам уменьшения ристики заряда ВВ; а - константа, 'угловых остаточных деформаций путем ограничивающая диапазон эффективной обработки взрывом сварных соединений мощности заряда ВВ; Д - величина листовых металлоконструкций, и может исходной локальной деформации, подприменяться в различных отраслях малежащей исправлениюв Это соотношение шиностроения. Цель изобретения — попозволяет точно определить схему вышение качества сварных соединений взрывного нагружения, обеспечивающепутем исключения непосредственного го полное исправление "угловатости" воздействия ударных волн на металл сварных швов при минимальном воздейшва,а также обеспечение однородности ствии на металл сварного шва взрывнодеформирования соединения. Для обращ го импульса, а также существенно поботки взрывом используют четырехто— высить несущую способность соединения, чечную схему динамического нагруженкя, за счет снижения геометрической конпредусматривающую расположение двух центрации напряжений,, 4 ил о пар зарядов ВВ с двух сторон сварно Изобретение относится к обработке металлов взрывом и-может быть использовано, например, для устранения локальных остаточных угловых деформаций листовых металлоконструкций, в 47-01 .частности, изгибно—сварочных угловых деформаций, стыковых сварных соединений, возникающих при разворачивании рулонных заготовок цилиндрических резервуаров о о 00 00 З 1700873 Известен способ обработки взрывом, ние под радикалом содержит характепри котором устранение локальных осристики детонации заряда ВВ и его мощ-» таточных угловых деформаций листовых ности, а константа а ограничивает диаметаллоконструкций производится путем пазон эффективной мощности заряда ВВ, т о е„ определяют оптимальное сочетареализации трехточечной схемы динаминие L и m в области допустимых значеского изгиба 0 А- а Недостаток известного способа зак> 0, чений ш лючается в том", что при реализации трехточечного изгиба велико воздейДля определения неизвестных пара10 ствие ударных волн на металл шва, а метров в формуле (1) проводили сериальное испытание образцов с различной также не обеспечивается однородность степенью угловатости стыковых сварных деформирования сварного соединения швов в при устранении локальных угловых деформаций сварных стыков 0 Гак, например, на фиг о 2 звездоч15 ками представлены результаты взрывноЦель изобретения — повысить качего изгиба крупномасштабных образцов ство сварных соединений и обеспечить 500x400x16 из стали 09Г2С со сварным однородность деформирования по всему швом, выполненным ручной дуговой сварсечению соединения с Поставленная цель достигается за 20 кой по стандартному режиму,, Исходную величину угловатости варьсчет того, что два линейных заряда ировали от 4 до 17 мм. Заряд ВВ предВВ в виде шнура или полосы распола.ставлял собой жгут из 12 ниток детогают вдоль сварного шва по околошовнирующего шнура марки ДШ~А О ным зонам на его выпуклой поверхносДля рассматриваемого случая коэфти, а два других - на обратной сторо-425 фициенты к, а и m имеют значения: не соединения симметрично относителъ— к ш 17,3; а' = 4; m = 13,2. но шва так, чтобы реализовать четырехДля листового металла марки 09Г2С точечную схему динамического изгиба толщиной 16 мм L o /2 = 130 мм. Расчет(фиГо 1 ) 0 При этом расстояние Ь ная зависимость расстояния между памежду крайним зарядом ВВ, играющим * рой зарядов ВВ L и величиной исправроль динамической опоры и ближайшим ляемой угловой деформации Д представиз нагружающих зарядов, выбирают по лена на фиг„ 2 сплошной линией„ Хороформуле шее совмещение расчетных и экспериментальных значений свидетельствует (1) 35 о приемлемости представленной формы для описания режимов взрывного нагде Ln — экспериментально определяео мый параметр, постоянный для гружения < Такая же хорошая корреля, ция наблюдается и в других случаях сварного соединения данной при использовании зарядов ВВ с мень-\ прочности и толщины; 40 шей навеской, как, например, для обэмпирический коэффициент, работки круяномасштабных образцов характеризующий изгибнуго по500x400x12 из стали СтЗ со сварным датливость сварного соедишвом, выполненным ручной дуговой сварнения; кой по стандартному режнму 0 — параметр, зависящий от дето—/с Исходную величину угловатости национных характеристик за— і варьировали от 4,6 до 15 мм о Заряд ряда ВВ; ВВ представлял собой жгут из 4 ниток — константа, ограничивающая детонирующего шнура марки ДШ-А. диапазон эффективной мощносДля данного случая коэффициенты ти заряда ВВ; формулы (1) имеют значения: к » 15,1; — величина угловой деформации, а* = 4,5; m * 11 »5 в подлежащая исправлению,, Для листового металла марки СтЗ Для данного сварного соединения с толщиной 12 мм Ьо/2 • 120 мм. определенной толщиной соединяемых Расчетная зависимость расстояния лластин величина bQ инварианта в отношении режимов взрывного нагружения. 55 между парой зарядов ВВ L и величиной исправляемой угловой деформации пред* В формуле (1) -эмпирический коэффиставлена на фиг. 3 сплошной линией, циент к характеризует изгибную подата звездочками — экспериментальные ливость сварного соединения, Выраже к д 5 _ f 1700B 73 6 значения» Метод устранения локальных Это уравнение выведено на основе остаточных угловых деформаций листочисленной обработки большого массива вых металлоконструкций можно испольэкспериментальных данных и включает зовать для исправления геометрических в себя ряд эмпирических коэффициендефектов, возникающих при сварке листов, ,а также параметры ВВ в Причем товых заготовок вследствие их угловодля пластины толщиной Q И обладаюго смещения относительно исходной гощей определенным комплексом механиризонтальной или вертикальной плосческих свойств, существует характеркости, а также при сворачивании лис- і о ное расстояние L o , при котором реалитовой заготовки в цилиндр, когда осзуется максимальная величина обратновной металл в зоне сварного стыконого прогиба при любом значении паравого шва оказывается недовальцован— метра взрывного нагружения - ш. ным а При обработке взрывом реального Устранения этих дефектов с мини. 15 резервуара необходимо найти соответмальными затратами можно достичь с ствие между Д и L для заряда БВ ми- • помощью четырехточечной схемы динаминимальной мощности,, Это обусловленоческого деформирования при двухстокак соображениями экономии взрывчароннем расположении зарядов ВВ О Экстых материалов, так и уменьшением периментально установлено, что одно- 20 интенсивности воздействия ударных стороннее расположение зарядов по обволн на обрабатываемый материал„ На разующей цилиндрической модели не практике при выборе параметров взрывприводит к локальному деформированию ного нагружения удобно пользоваться в ближней зоне взрыва, так как основдиаграммами режимов, составленными ная часть энергии взрывного импульса 25 для каждой толщины пояса резервуара переходит в энергию упругих колеба$ (фиго А ) а Однако экспериментальный ний стенки вследствие ее большой гибметод построения диаграммы для данных кости,, толщин9 используемых марок сталей и специфических изгибных характеристик Вместе с тем предложенная двухсторонняя схема обработки предусматри30 околошовной зоны сварного шва требует* значительных затрат временных ресурвает локализацию вводимой в металл сово энергии взрыва на базе 2 L плюс ширина сварного шва, что достигается за Предложенная формула (1) позволит счет реализации динамического упругостроить всю диаграмму для конкретных пластического чистого изгиба момен™ ^5 условий обработки взрывом, задавая тами Ма (фигв 3) в возникающих при значения параметра - mt зависящего этом пластических шарнирах, совпадаюот детонационных характеристик ВВ, щих С ОКОЛОШОВНОЙ ЗОНОЙ СТЫКОВОГО на основе двух экспериментов, например , для угловатости А 1 и &, 2 можшва„ Симметричное расположение зарядов 40 но записать систему: - (фиг, 3) относительно места наибольшей -a "угловатости" обусловлено необходиL, • 1/2 [ : га мостью восстановления цилиндрической поверхности стенки резервуара,, А2 u o Эффективность исправления "углова— 45' т тости" сварного соединения зависит откуда с достаточной точностью опреот детонационных характеристик линейделяют неизвестные значения L ных зарядов ВВ (его скорости детоназадавая а - §/З о 'ции Д и мощности т) и их расположения относительно шва L o Выпускаемые 50 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я промышленностью взрывчатые вещества, как правило, обладают дискретными Способ уменьшения угловых остаточзначениями Д и &• Поэтому для полу— , t ных деформаций сварных соединений, чения непрерывной зависимости вели™ преимущественно листовых металлоконІ чины обратного прогиба, равной исход— 55 струкций, при котором осуществляют 1 ной локальной деформации Д до обвзрывную обработку сварных соедине1 работки взрывом, удобно использовать ний, для чего заряды взрывчатого везависимость L = f ( & ) , которая опищества (ВВ) располагают на выпуклой сывается уравнением (1)о ч= 1700873 поверхности сварного соединения и два заряда ВВ на вогнутой староне симметрично относительно оси сварного шва и на расстоянии L от верхнего заряда ВВ, равном заряда ВВ; а -— константа, ограничивающая диапазон эффективной мощнос*ти заряда ВВ; Л - величина исходной локальной деформации, подлежащей ис—• правлению, t о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с где l,M - экспериментально определяв— in целью повышения качества сварных соемый параметр, постоянный для динений путем исключения непосредстсварного соединения данной венного воздействия ударных волн на прочности и толщины; металл шва и обеспечения однородности деформирования по всему сечению соек - эмпирический коэффициент, определяющий изгибную подат-І 5 динения за счет реализации 4-точечной схемы динамического изгиба, на выпукливость сварного соединения; лой поверхности располагают два заряm - параметр, определяющий деда ВВ с каждой стороны сварного шва. тонационные характеристики 20 Фиг. 2 1700873 Вид А ЪарядВЦ Фиг.З Редактор 0„ Стенина Составитель Л„ Назарова Техред А.Крлвчук Корректор Л.Патай Заказ 4563/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКЙТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101