способ соединения сваркой плавлением
Классы МПК: | B23K33/00 Придание особого профиля отдельным участкам кромок при изготовлении паяных или сварных изделий; заполнение швов B23K9/16 с использованием защитных газов |
Автор(ы): | Опришко И.В., Тарасов Е.А., Рудов А.С., Мельников Э.М., Панов В.А. |
Патентообладатель(и): | Опытное конструкторское бюро машиностроения |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-01-29 публикация патента:
20.08.1996 |
Использование: при изготовлении оборудования атомных энергетических установок. Сущность изобретения: сварное соединение состоит из корпуса 1 со сварным швом 2 и внутрикорпусной конструкции 3. На внутренней поверхности корпуса выполняют паз 4, а внутрикорпусная конструкция имеет выступ 5, снабженный проточкой 6, выполненной в районе сварного шва. Ширину паза берут больше ширины выступа на величину a
k![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065020/183.gif)
B, где k - коэффициент эффективности защемления,
B - ожидаемое поперечное укорочение сварного шва. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065133/8773.gif)
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065034/916.gif)
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065034/916.gif)
Формула изобретения
Способ соединения сваркой плавлением корпуса с внутрикорпусной конструкцией, имеющей выступ по оси шва корпуса, отличающийся тем, что на внутренней стороне корпуса выполняют паз, в котором размещают выступ с фиксируемыми поверхностями, при этом ширину паза берут больше ширины выступа на величину "а" определяемую из соотношения:a
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065133/8773.gif)
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065034/916.gif)
где
К коэффициент эффективности защемления,
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065034/916.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к узлам сварных соединений и может быть использовано при изготовлении оборудования атомных энергетических установок. В процессе эксплуатации сварных корпусных конструкций, подвергающихся на ряду с давлением термоциклическим напряжениям, вызванным колебаниями температуры среды, находящейся внутри, имеет место возникновение трещин в сварном шве, как наиболее нагруженном месте корпусной конструкции в результате взаимодействия рабочих напряжений конструкции (термоциклика, давление и т.д. ) и собственных сварочных напряжений. Поэтому существует проблема защиты сварного шва корпусной конструкции от влияния температурных колебаний среды, которая может быть решена установкой тепловых экранов. Кроме этого, внутрикорпусная конструкция может устанавливаться и с другими целями и задачами (расходомеры, сужающие устройства и т. п.). Известен способ закрепления внутрикорпусной конструкции с использованием известного типового сварного соединения ("Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварка и наплавка. Основные положения. ПНАЭГ-7-009-89, табл. П3.42, сварное соединение тип 1-26), используя подкладное кольцо с перемычкой. Недостатки этой конструкции:наличие двух щелевых концентраторов в корне сварного шва уменьшает надежность корпусной конструкции;
корпусной шов является частью внутрикорпусной конструкции;
нагрузки внутрикорпусной конструкции передаются на корпусной шов, снижая его надежность;
сварочные деформации передаются на внутрикорпусную конструкцию. Этот узел выбран за прототип. Изобретение позволяет повышать надежность путем обеспечения защемления внутрикорпусной конструкции в процессе сварки корпуса, т.е. закрепление внутрикорпусной конструкции осуществляется без сварного шва и применения крепежных деталей. Может быть использовано для установки тепловых экранов и других внутрикорпусных конструкций. Указанная цель достигается тем, что по периметру корпуса в районе корня шва выполняют паз, в который устанавливают выступ внутрикорпусной конструкции, снабженный проточкой с предварительным зазором "а" между вертикальной опорной поверхностью паза и вертикальной опорной поверхностью выступа, причем "а" определяется из соотношения:
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065348/2065348-2t.gif)
Зазор "а" в процессе сварки соединения ликвидируется и внутрикорпусная конструкция жестко фиксируется внутри корпуса за счет контакта между вертикальными опорными поверхностями паза и выступа. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены: фиг.1
установка внутрикорпусной конструкции перед сваркой; фиг.2 конструкция после выполнения сварки. Сварное соединение состоит из корпуса 1 со сварным швом 2 и внутрикорпусной конструкции 3. На внутренней поверхности корпуса выполняют паз 4, а внутрикорпусная конструкция 3 имеет выступ 5, снабженный проточкой 6 с размерами, обеспечивающими сварку без оплавления корпуса 1 с конструкцией 3. Наличие проточки 6, во-первых, исключает усилие элементов внутрикорпусной конструкции в формировании сварного шва и непосредственной работе их в составе сварного шва; во-вторых, исключает характерный для сварных соединений с подкладными кольцами конструктивный концентратор напряжений в виде щели. Зазор "а" определяется по формуле:
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065348/2065348-3t.gif)
где k коэффициент эффективности защемления, k (1/3 2/3);
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065034/916.gif)
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065034/916.gif)
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065348/2065348-4t.gif)
где I сварочный ток;
U сварочное напряжение;
V скорость сварки;
C теплоемкость;
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065060/947.gif)
h коэффициент, зависящий от способа сварки: для электродов равен 0,75, для автоматической сварки под флюсом равен 0,8;
aн коэффициент наплавки, 12 г/а
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ соединения сваркой плавлением, патент № 2065348](/images/patents/407/2065055/948.gif)
i номер прохода. Длина паза "l" определяется с учетом предварительного зазора "а". При сварке корпуса 1 зазор "а" полностью выбирается за счет поперечной "усадки" сварного шва и внутрикорпусная конструкция жестко фиксируется плотным прилеганием вертикальных опорных поверхностей паза 4 корпуса и выступа 5 внутрикорпусного элемента. Таким образом, предлагаемый узел сварного соединения отличается от прототипа тем, что внутрикорпусная конструкция крепится при формировании сварного шва путем зажима или закрепления за счет ликвидации в процессе сварки предварительного зазора между элементами корпуса и внутрикорпусной конструкции, при этом повышается надежность сварного соединения за счет ликвидации концентраторов в корне сварного шва.
Класс B23K33/00 Придание особого профиля отдельным участкам кромок при изготовлении паяных или сварных изделий; заполнение швов
Класс B23K9/16 с использованием защитных газов