способ определения деформаций сварных швов при изгибе
Классы МПК: | G01N3/20 путем приложения постоянных изгибающих моментов G01B21/16 для измерения расстояния между разнесенными объектами |
Автор(ы): | Гребенников В.А., Еремин А.И., Джанджгава Г.И., Ефанов А.А. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-05-28 публикация патента:
27.03.2003 |
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в приборо- и машиностроении. Способ определения деформаций сварных швов при изгибе прецизионных сварных конструкций по базовым размерам между контрольными опечатками на кольцевых образцах заключается в импульсной лазерной сварке, разрезке, измерении базовых размеров между контрольными отпечатками до и после разрезки, причем импульсную лазерную сварку выполняют в упругой части кольца по линии пересечения поверхности кольца и его плоскости симметрии, разрезку выполняют в жесткой части кольца по его плоскости симметрии электроэрозионным способом, а деформацию определяют по изменению базового размера между контрольными отпечатками расчетным путем. Данное изобретение позволяет расширить область применения данного способа контроля при одновременном обеспечении высокой точности измерения. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ определения деформаций сварных швов при изгибе прецизионных сварных конструкций по базовым размерам между контрольными опечатками на кольцевых образцах, включающий импульсную лазерную сварку, разрезку, измерение базовых размеров между контрольными отпечатками до и после разрезки, отличающийся тем, что импульсную лазерную сварку выполняют в упругой части кольца по линии пересечения поверхности кольца и его плоскости симметрии, разрезку выполняют в жесткой части кольца по его плоскости симметрии электроэрозионным способом, а деформацию определяют по изменению базового размера между контрольными отпечатками по формуле![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201020/949.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
где Н - толщина упругой части кольцевого образца на оси симметрии;
lk, lo - конечный и начальный базовые размеры между контрольными отпечатками;
R - расстояние от центра упругой части кольца до контрольных отпечатков;
В - ширина сварного шва.
Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в приборо- и машиностроении. Известен способ испытания на сопротивляемость образованию трещин [1], принятый в качестве аналога. Согласно известного способа образцы изготавливают с разделкой кромок, выполняют ориентированные концентраторы, сваривают угловыми швами с подкладкой, нагружают сваренный образец поперечным изгибающим усилием до разрушения и регистрируют параметры трещинообразования. Основной недостаток известного способа заключается в снижении деформационной способности сварного образца за счет локализации деформаций в определенных участках сварного шва, что приводит к занижению результатов измерений деформаций. Известен способ определения перемещения отдельных точек и элементов сварных конструкций после сварки [2], принятый в качестве прототипа. Прототип применяют при дуговых способах сварки, когда деформации составляют![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201020/8805.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201020/949.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
где Н - толщина упругой части кольца на оси симметрии, lк и lo - конечный и начальный базовые размеры между контрольными отпечатками, R - расстояние от центра упругой части кольца до контрольных отпечатков, В - ширина сварного шва. Способ осуществляют следующим образом (см. чертеж). Предварительно было изготовлено неразрезное кольцо, в котором центр внутреннего цилиндра М смещен относительно центра N наружного цилиндра. При этом толщина Н упругой части кольца на оси симметрии не превышала 1 мм. Затем в жесткой части на плоскости кольца наносили риску по оси симметрии, проходящей через центры (М и N). В жесткой части кольца перпендикулярно оси симметрии на одинаковом от нее расстоянии наносили контрольные отпечатки (точки А и С на чертеже) и замеряли базовый размер между контрольными отпечатками (АС) на универсальном микроскопе типа УИМ с точностью
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201021/177.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201019/920.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201019/920.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201586/697.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201019/920.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201019/920.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201586/697.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201019/920.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201019/920.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201586/697.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
Деформация
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201020/949.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201020/949.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/948.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/948.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
где
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/948.gif)
В - ширина (диаметр ванны расплава для одиночной сварной точки) сварного шва. При этом
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/948.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
где Н - толщина упругой части образца (сопоставима с глубиной проплавления, на чертеже они показаны равными друг другу). Поскольку для рассматриваемого диапазона деформаций углы поворота
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
Из чертежа следует, что
tg[(
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/945.gif)
где - l к и lo - конечный (А"С") и начальный (АС) базовый размер между контрольными отпечатками,
- R= ОС= ОА - расстояние от центра упругой части кольца до контрольных отпечатков, эквивалентное радиусу вращения отпечатков после разрезки жесткой части кольца. Подставляя (2) и (3) в (1), получим:
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201020/949.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
Пример выполнения способа
Выполняли измерение деформаций при изгибе кольцевых образцов переменного сечения из сплава 46НХТЮМ-ВИ. В кольце переменного сечения на плоской поверхности в жесткой части кольца алмазным наконечником выполняли два контрольных отпечатка и измеряли начальный базовый размер lo между ними (lo=6,150 мм). Для имитации термического цикла процесса лазерной сварки использовали серийную сварочную установку типа КВАНТ (длина волны излучения
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201020/955.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201041/964.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/247.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201009/8804.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/247.gif)
lк= 6,160
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/247.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201015/916.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/247.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/247.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201020/949.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/247.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201001/8226.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201014/247.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201021/177.gif)
![способ определения деформаций сварных швов при изгибе, патент № 2201586](/images/patents/269/2201021/177.gif)
1. SU 1341534 А1, опубл. 30.09.1987 г., G 01 N 3/20, БИ 35, 1987 г. 2. Сварка в машиностроении: Справочник. В 4-х т. - М., Машиностроение, 1979 - т. 3. /Под ред. В.А.Винокурова. 1979. 567 с., стр. 353-354.
Класс G01N3/20 путем приложения постоянных изгибающих моментов
Класс G01B21/16 для измерения расстояния между разнесенными объектами