RU2593256C2 - Способ снижения остаточных сварочных напряжений - Google Patents
Способ снижения остаточных сварочных напряжений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2593256C2 RU2593256C2 RU2014122903/02A RU2014122903A RU2593256C2 RU 2593256 C2 RU2593256 C2 RU 2593256C2 RU 2014122903/02 A RU2014122903/02 A RU 2014122903/02A RU 2014122903 A RU2014122903 A RU 2014122903A RU 2593256 C2 RU2593256 C2 RU 2593256C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shot
- welded
- stresses
- reducing residual
- welding stress
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу снижения остаточных напряжений и может быть использовано при производстве сварных конструкций. Воздействуют потоком дроби направленным на поверхность сварного соединения. Воздействие потоком дроби осуществляют путем выстрела свинцовой дробью диаметром 1,75-2,75 мм с удельной энергией 30-60 Дж/см2. Изобретение позволяет повысить долговечность сварных изделий, стабильность их геометрических форм. 1 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области сварки, а именно к способам снижения остаточных напряжений в сварных соединениях и может быть использовано при производстве сварных конструкций.
Известны несколько способов частичного снижения остаточных сварочных напряжений в частично или полностью готовых конструкциях (узлах). Основные из них включают либо термическую обработку, либо внешнее механическое воздействие.
Известен аналог - способ проковки сварных швов для снижения напряжений (Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций: Учеб. пособие. - М.: Высш. школа, 1982. - 272 с. ил., стр.233-236), применяющийся как в процессе сварки по остывающему металлу, так и после полного его остывания. При холодной проковке нагрев обычно невелик и создаются высокие сжимающие напряжения. Проковка ведется вручную, ударами молота весом 0,6…1,2 кг или механизированным инструментом с малыми (до 6…10 м/с), средними (до 100 м/с) и высокими (более 100 м/с) скоростями движения бойка.
Недостатками способа является то, что эта обработка может быть опасна снижением пластичности металла, его надрывом вследствие исчерпания пластичности при проковке. В ряде случаев высокий уровень сжимающих напряжений нежелателен по условиям эксплуатации изделия, например, возможна потеря устойчивости при нагрузках ниже расчетных при суммировании рабочих и остаточных напряжений. Применение этого способа сопряжено также с трудностями практического использования.
Наиболее близким по технической сущности является способ, оптимизирующий напряженное состояние в поверхностном слое металла (Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 1 / Под ред. П.Н. Учаева. - Изд. 3-е, испр. - М.: Машиностроение, 1988. - 560 с: ил., стр 224). Это дробеструйная обработка (обдувка дробью), заключающаяся в наклепе поверхностного слоя потоком стальных шариков диаметром 0,5-1,5 мм, создаваемым пневматическими или центробежными дробометами. Скорость потока дроби задается при этом 50-60 м/с, продолжительность обработки несколько минут.
Недостатки этого способа с точки зрения снятия остаточных сварочных напряжений следующие: напряжения сжатия создаются лишь на глубину ≤1,7 мм, при наклепе снижается качество поверхности, при передозировании легко получить перенаклеп, вызывающий хрупкость и трещиноватость поверхностного слоя, снижающие долговечность изделий. Стоимость дробометных устройств и их обслуживание относительно высоки.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение долговечности сварных изделий, стабильности их геометрических форм.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе снижения остаточных сварочных напряжений, включающем воздействие потоком дроби, направленным на поверхность сварного соединения, осуществляют импульсное воздействие путем выстрела свинцовой дробью диаметром 1,75-2,75 мм с удельной энергией 30-60 Дж/см2.
На основании патентного поиска, проведенного по доступным источникам информации, отличительных признаков, указанных в формуле предлагаемого изобретения не обнаружено.
В связи с этим данное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия».
Пример. Снижение остаточных напряжений в сварном образце. Образец - стыковое соединение двух пластин Ст3, габаритами 200×85×6 мм каждая. Сварка полуавтоматическая в углекислом газе за один проход проволокой ОК Aritorid диаметром 1,2 мм на режиме: ток - 200 А, напряжение - 20 В, скорость подачи проволоки 500 м/час. Контроль полученного соединения не выявил сварочных дефектов.
На поверхности каждой из двух пластин с лицевой и тыльной стороны чертилкой наносили координатные сетки с шагом 10×10 мм. В узлах координатной сетки магнитоупругим измерителем механических напряжений ИМН-4М (разработка Воронежского государственного технического университета) определяли остаточные сварочные напряжения. Образец закрепляли струбцинами на опоре. Обеспечивали все предусмотренные правила безопасности при использовании охотничьего оружия /1/. В левую пластину образца производили выстрел с расстояния 10 метров из ружья охотничьего самозарядного МР-153 (ТУ 7186-028-07539044-98) двенадцатого калибра, заряженного патроном охотничьим дробовым «Элит» (ГОСТ 50530-2010, ТУ 7272-001-56887860-02). Количество свинцовых дробинок (ГОСТ 7837-76) №7 диаметром 2,5 мм в стандартном снаряде 340 штук общей массой 32 грамма. Стоимость одного патрона в разном исполнении по состоянию на 2014 год 0,2…0,4 доллара США.
Скорость снаряда дроби №7 на расстоянии 10 м от ствола равна 306 м/с /2, стр.182/. Кинетическая энергия дроби массой 0,032 кг при скорости 306 м/с составила:
После выстрела, никак не повредившего образец, в тех же узлах координатной сетки, что и до выстрела, снова провели определение остаточных напряжений тем же прибором с участием того же оператора-измерителя.
Установили следующее. В том участке левой пластины площадью S ≈42 см2 , на который пришелся основной импульс массы дроби с удельной энергией w=WK/S=1498/42=35,7 Дж/см2 снижение уровня остаточных сварочных напряжений составило ≈43%. Измерения с тыльной стороны той же левой пластины показали снижение напряжений на ≈21%, что однозначно свидетельствует о релаксации по всей толщине пластины. В правой пластине стыкового образца исследования с лицевой и тыльной стороны заметного изменения уровня напряжений до и после воздействия не выявили. Влияние величины удельной энергии выстрела на уровень остаточных напряжений и состояние сварного соединения отражает таблица. Сведения, занесенные в таблицу, получены эмпирически.
На основании приведенных в таблице данных обработку реальных сварных изделий и образцов с целью снижения остаточных напряжений производили, выбирая удельную энергию выстрела в интервале 30…60 Дж/см2 в зависимости от толщины деталей, входящих в соединения и особенностей их конструкции. В ряде случаев последовательно формируют зоны без высоких напряжений неоднократным воздействием.
Технико-экономический эффект предлагаемого способа выражается в повышении долговечности изделий, стабильности их геометрических форм за счет эффективного, высокопроизводительного, низкозатратного снижения остаточных напряжений в ответственных сварных узлах, предотвращающего их разрушение. Минимизируются деформации, вызывающие биения, заклинивания деталей машин и механизмов.
Литература
1. Виноградов А.Н. Большая энциклопедия охоты / А.Н. Виноградов, В.В. Ликсо, В.Н. Шунков.- Минск: Харвест. 2011. - 480 с: ил.
2. Основы спортивной охоты. -М., Воениздат, 1970 г.
Claims (1)
- Способ обработки поверхности сварного соединения потоком дроби, заключающийся в том, что поверхность сварного соединения обрабатывают потоком свинцовой дроби диаметром 1,75-2,75 мм, который направляют посредством выстрела с удельной энергией 30-60 Дж/см2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122903/02A RU2593256C2 (ru) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Способ снижения остаточных сварочных напряжений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014122903/02A RU2593256C2 (ru) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Способ снижения остаточных сварочных напряжений |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014122903A RU2014122903A (ru) | 2015-12-10 |
| RU2593256C2 true RU2593256C2 (ru) | 2016-08-10 |
Family
ID=54843232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014122903/02A RU2593256C2 (ru) | 2014-06-04 | 2014-06-04 | Способ снижения остаточных сварочных напряжений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2593256C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669669C2 (ru) * | 2016-12-15 | 2018-10-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1227691A1 (ru) * | 1983-07-04 | 1986-04-30 | Всесоюзный Проектно-Конструкторский Институт Сварочного Производства | Способ сн ти остаточных напр жений в металлических конструкци х |
| SU1420035A1 (ru) * | 1987-02-23 | 1988-08-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ обработки сварных металлоконструкций |
| US6932876B1 (en) * | 1998-09-03 | 2005-08-23 | U.I.T., L.L.C. | Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces |
| JP2007277601A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属部材の製造方法及び構造部材 |
-
2014
- 2014-06-04 RU RU2014122903/02A patent/RU2593256C2/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1227691A1 (ru) * | 1983-07-04 | 1986-04-30 | Всесоюзный Проектно-Конструкторский Институт Сварочного Производства | Способ сн ти остаточных напр жений в металлических конструкци х |
| SU1420035A1 (ru) * | 1987-02-23 | 1988-08-30 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Способ обработки сварных металлоконструкций |
| US6932876B1 (en) * | 1998-09-03 | 2005-08-23 | U.I.T., L.L.C. | Ultrasonic impact machining of body surfaces to correct defects and strengthen work surfaces |
| JP2007277601A (ja) * | 2006-04-03 | 2007-10-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属部材の製造方法及び構造部材 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ОРЛОВ П.И. Основы конструирования: справочно-методическое пособие. кн.1. " изд. 3-е, испр. " М.:МАШИНОСТРОЕНИЕ, 1988, с.284. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669669C2 (ru) * | 2016-12-15 | 2018-10-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Способ получения стыкового сварного соединения с заданным положением концентратора растягивающих остаточных напряжений |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014122903A (ru) | 2015-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2593256C2 (ru) | Способ снижения остаточных сварочных напряжений | |
| Savio et al. | Effect of tile thickness and projectile velocity on the ballistic performance of boron carbide against 12.7 mm AP | |
| Rosenberg et al. | Hypervelocity penetration of tungsten alloy rods into ceramic tiles: experiments and 2-D simulations | |
| RU2449878C2 (ru) | Способ обработки деталей | |
| CN104236384B (zh) | 一种模拟膛内发射冲击过载的试验方法 | |
| Binar et al. | Proving ultra-hard steel quality by means of measuring ballistic resistance influencing the life cycle of the material within a specific temperature range | |
| Banerjee et al. | Effect of gun barrel wear on muzzle velocity of a typical artillery shell | |
| Lerch et al. | Conducting High Cycle Fatigue Strength Step Tests on Gamma TiAl | |
| Papy et al. | Definition of a standardized skin penetration surrogate for blunt impacts | |
| RU2676119C1 (ru) | Способ получения остаточных напряжений растяжения на лицевой и напряжений сжатия на тыльной сторонах сварного соединения толщиной ≤10 мм | |
| Jain et al. | Determination of wear rate equation and estimation of residual life of 155mm autofrettaged gun barrel | |
| Dunnett et al. | Blast algorithm development: definition of modified blast algorithms for PBX based explosives | |
| RU2560900C1 (ru) | Способ упрочнения стальных пластин | |
| Zińczuk | The Process of Increasing the Protective Effectiveness of HARDOX Steel by Way of Selective Thermal and Thermo-Chemical Processing | |
| RU2752056C1 (ru) | Способ упрочнения сварных швов | |
| RU99612U1 (ru) | Бронебойная пуля | |
| Elveli et al. | Blast-load response of thin steel plates after ballistic impact from small-arms projectiles | |
| Chatys et al. | Modeling of mechanical properties of composite structures taking into account military needs | |
| Nam et al. | The evaluation of the threshold stress intensity factor and the fatigue limit of surface-cracked specimen considering the surface condition | |
| Shcherbak | THE DETERMINATION OF CHARACTERISTICS OF TEMPORAL PULSATING CAVITY WITH GUNSHOTS FIRED FROM FORT-12 GUN | |
| Abdul Majid et al. | The effects of varying target hardness on ricochet angle | |
| Ferro et al. | Crack Arresters Design for Fatigue Strength Improvement of Additively Manufactured Components | |
| Moon | Complementary use of simulation and experimental methods in deriving Pcd/h for target components | |
| Ergul et al. | Experimental and numerical research on ballistic performance of carbon steels and cold worked tool steels with and without Titanium Nitride (TiN) coating | |
| RU2525501C1 (ru) | Способ изготовления ствола стрелкового оружия |