SU1706813A1

SU1706813A1 - Способ повышени выносливости сварных конструкций

Info

Publication number: SU1706813A1
Application number: SU894764454A
Authority: SU
Inventors: Сергей Борисович Касаткин; Леонид Иванович Миходуй
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1989-12-05
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1992-01-23

Abstract

Изобретение относитс к сварке, в частности к способу повышени выносливости сварных соединений при циклическом на- гружении стыковых и угловых сварных соединений . Изобретение может быть использовано в автомобилестроении, горном машиностроении и других отрасл х промышленности. Цель изобретени - повышение качества сварных соединений при циклическом нагружении. Способ заключаетс в том, что на поверхность зоны термического вли ни нанос т слой покрыти и ириной, равной ширине этой зоны из легкоплавкого сплава толщиной д(0,3-0,5)В, где В - ширина сло покрыти . Покрыти нанос т пайкой. В результате нанесени сло пайки вблизи поверхности сварного соединени возникают напр жени сжати и благодар слою пайки, нанесенному на поверхность сварного соединени , резко снижаетс концентраци напр жений от внешней нагрузки по линии сплавлени . Критерием оценки повышени выносливости сварных соединений вл ютс значени пределов выносливости, которые определ ютс при испытании на усталость сварных образцов до по влени в них усталостных трещин. 1 з.п ф-лы, 2 ил., 1 табл. (Л

Description

Изобретение относитс к повышению выносливости стыковых и угловых сварных соединений при их эксплуатации в услови х воздействи циклического нагружени и может быт использовано в автомобилестроении , горном машиностроении и других отрасл х промышленности.

Известен способ повышени выносливости сварных соединений с помощью нанесени на поверхность сварных соединений пластмассовых покрытий. В известном способе поверхность сварных соединений покрывают пластмассой или эпоксидной смолой. Однако этот способ недостаточно

эффективен и незначительно повышает выносливость сварных соединений.

Известен также способ повышени выносливости сварных соединений с помощью гор чего цинковани .

Недостатком указанного способа вл етс то, что с его помощью не представл етс возможным повышать выносливость сварных крупногабаритных изделий.

Известен также способ повышени сопротивл емости сварных соединений растрескиванию , вызванного повышенным содержанием в зоне термического вли ни (ЗТВ) водорода путем наклеивани на поверхность ЗТВ материала на основе тифло 1 о о со

СО

на, который содержит Fe-Ti и адсорбирует водород. В данном способе предотвращаетс водородное растрескивание путем на- клеивани на поверхность ЗТВ сло материала, адсорбирующего водород.

Цель изобретени - повышение выносливости сварных конструкций при циклическом нагружении путем нанесени на любой участок поверхности зоны термического вли ни посредством пайки сло по- крыти из легкоплавкого сплава.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу поверхностный слой легкоплавкого сплава, например на основе цинка нанос т на сварное соединение с по- мощью пайки. Способ, основанный на процессе пайки, позвол ет наносить слой легкоплавкого сплава на любой участок поверхности сварных крупногабаритных изделий . Применение за вл емого способа позвол ет более экономно расходовать сплав дл обработки изделий, поскольку опой пайки наноситс на узкий участок поверхности сварного соединени , производить обработку изделий крупных размеров в отдельных зонах предполагаемого развити усталостных трещин. Поэтому за вл емый способ вл етс весьма технологичным.

На фиг.1 и 2 представлена схема спосо- ба.

Способ состоит в следующем.

Поверхность 1 образца со сварным швом, прилегающую к зоне сплавлени металла шва с основным металлом, зачищают от окалины. Затем зачищенные участки поверхности образцов нагревают газовой горелкой до 600°С и нанос т на нее флюс дл пайки на основе буры. После этого на зачищенную поверхность металла нанос т при- пой, который при этом расплавл етс . Расплавленный припой разравнивают, чтобы он покрыл поверхность металла зоны термического вли ни сварного шва 2, прилегающие к линии сплавлени . Ширина зо- ны сло пайки В 1 составл ет 10 мм, что равно ширине зоны термического вли ни . Слой пайки имеет такую ширину В, чтобы он покрывал наиболее охрупченный участок зоны термического вли ни сварного шва 2. Толщина сло пайки б на ровных участках поверхности образца составл ет 1-1,5 мм, а над линией сплавлени толщина сло д должна быть не более 0,5 от его ширины В, поскольку в более толстом слое могут воз- никать напр жени раст жени большой величины, которые вызывают отслаивание сло от поверхности образца и понижают выносливость сварных соединений (табл.1).

Слой нельз делать тоньше, чем 0,3 его ширины , поскольку при слишком тонком слое нельз обеспечить сплошность покрыти им поверхности сварного соединени . После охлаждени сварного соединени образуетс достаточно прочное сцепление (адгези ) па нного сло с поверхностью сварного соединени . В результате нанесени па нного сло в поверхностном слое металла сварного соединени образуютс напр жени сжати . Дополнительно к этому благодар па нному слою резко снижаетс концентраци напр жений от внешней нагрузки по линии сплавлени сварного соединени . Эти факторы обеспечивают повышение выносливости сварных соединений при циклическом нагружении.

Пример. Крестообразные образцы (фиг.1 и 2) из высокопрочной ста л и 13ХГМРБ с Оо. МПа со сварными угловыми швами , выполненными в углекислом газе обрабатывали по предлагаемому способу. На зачищенную поверхность образцов (фиг.1 и 2), нагретую до 600°С в зоне линии сплавлени нанос т слой флюса дл пайки на основе буры. Затем поверхность образца в той же зоне покрывают слоем припо ПАН-23, который представл ет собой сплав цинка с оловом. Припой при этом расплавл етс , а после охлаждени поверхности образца образует поверхностный слой 1, который имеет прочное сцепление с поверхностью образца 3 шириной 10 мм и толщиной над линией сплавлени 5 мм (0,5 ширины сло ). Затем образцы испытывались на усталость при изгибном нагружении с симметричным циклом. Проведенные испытани показали, что в результате нанесени на сварные соединени стали 13ХГМРБ па ного сло 1 с помощью цинково-олов нного припо ПАН- 23 предел выносливости этих соединений повышаетс в 2 раза по сравнению с необработанными образцами.

Таким образом, по сравнению с прототипом данный способ позвол ет существенно повышать выносливость сварных соединений. Выносливость повышаетс в результате создани в поверхностном слое сварных соединений после обработки по за вл емому способу напр жений сжати и уменьшени концентрации напр жений в месте перехода от сварного шва к основному металлу. Значени радиуса закруглени в месте перехода от шва к основному металлу дл необработанных по за вл емому способу образцов на пор док ниже, чем дл обработанных (табл.1).

Экономический эффект от внедрени способа не может быть определен ввиду отсутстви методики его расчета,

Claims

Формула изобретени 1. Способ повышени выносливости сварных конструкций, преимущественно при циклическом нагружении, при котором на поверхность зоны термического вли ни нанос т слой покрыти шириной, равной ширине этой зоны, отличающийс тем. что, с целью повышени качества сварных конструкций при циклическом.нагружении,

нанос т слой покрыти из легкоплавкого сплава толщиной б, которую выбирают из следующего соотношени :

(0,3-0,5), где В - ширина сло покрыти .
2. Способ по п.1,отличающийс тем, что покрытие нанос т посредством пайки.

3

.S