Способ правки сварных конструкций таврового профиля — SU 1146165 (original) (raw)
(21) (22) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3643153/25-2727.06,83(56) 1. Разработка оборудования и технологии прокатки сварных соединений для снижения остаточных сварочных деформаций корпусных конструкций из алюминиевых сплавов при изготовлении их на механизированных поточных линиях. Отчет по теме АО 772-79 МВТУ им. Баумана, 1980 (прототип), (54)(57) СПОСОБ ПРАВКИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ТАВРОВОГО ПРОФИЛЯ, включа 10- щий прокатку околошовной зоны на пол ке профиля по крайней мере тремя цилиндрическими роликами, один из которых располагают с внешней стороны,а два других с внутренней стороныполки симметрично относительно стенки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения качестваправки, дополнительно прокатываютоколошовную зону на стенке одновременно с прокаткой околошовной зонына полке, для чего ролики, располо-женные с внутренней стороны профиля,,устанавливают под равными углами кполке и на них выполняют фаски, равные по ширине околошовным зонам наИзобретение относится к сварке,в частности к способам правки сварных конструкций таврового профиля,и может найти применение в различныхотраслях машиностроения. 5Одной из основных проблем, возникающих при использовании сварки дляизготовления данных конструкций, является проблема борьбы с остаточныминапряжениями, деформациями и переме Ощениями, которые возникают в основном металле от продольной усадкишва и околошовной зоны после сварки,Сварочные деформации конструкций,изменяя форму и размеры, повышают 15трудоемкость изготовления сварныхконструкций, ухудшают их эксплуатационные свойства.Наиболее близким к изобретениюявляется способ правки сварных конструкций таврового профиля, включающий прокатку околошовной зоны наполке профиля по крайней мере тремяцилиндрическими роликами, один изкоторых располагают с внешней стороны, а два других с внутренней стороны полки симметрично относительностенки Я ,Однако известный способ не дает.полного устранения деформаций ввиду З 0недостаточности пластических деформаций, создаваемых в зоне прокатки.Целью изобретения является улучшение качества правки.Указанная цель достигается тем,35что согласно способу правки сварныхконструкций таврового профиля, включающему прокатку околошовной зонына полке профиля по крайней мере тремя цилиндрическими роликами, одиниз которых располагают с внешнейстороны, а,два других с внутреннейстороны полки симметрично относительно стенки, дополнительно прокатывают околошовную зону на стенкеодновременно с прокаткой околошовнойзоны на полке, для чего ролики, расположенные с внутренней стороны проФиля, устанавливают под равными углами к полке и на них выполняют,фас 50ки, равные по ширине околошовным зонам на полке и на стенке профиля.На фиг. 1 представлена схема прав,ки по предлагаемому способу; на фиг. 2 - схема устройства для реали ,зации способа.Правка конструкцчи осуществляется следующим образом. Изделие 1 укладывается полкой на опорный ролик 2 таким образом, что стенка профиля располагается между прокатными роликами 3, у которых имеются Фаски с шириной, равной ширине околошовной зоны. Направляющую 4 перемещают вниз до соприкосновения прокатных роликов 3 с полкой профиля. При дальнейшем опускании направляющей 4 прокатные ролики 3, перемещаясь вдоль осей вращения, начинают сближаться друг к другу до тех пор, пока они не соприкоснутся со стенкой профиля, Прикладывают к направляющей 4 силу Р, величина которой зависит от механических свойств металла, геометрических размеров и остаточных напряжений в зоне сварки изделия.Приложенная сила Р раскладывается на две силы, действующие на оси 5 в плоскости вращения прокатных роликов, При расположении роликов под угломб45 эти силы равны Р/ -Г 2 и раскладываются по двум направлениям по вертикали и горизонтали. Эти силы равны Р/2 (без учета сил трения). Вертикальные составляющие силы уравновешиваются опорным роликом, а горизонтальные составляющие силы уравновешиваются между собой через направляющую 4.Таким образом, обжатие полки профиля осуществляется вертикальной составляющей силой Р/2, а стенки профиля - горизонтальной составляющей силой Р/2.Прокатка изделия с разными толщи- нами стенки и полки профиля не требуют переналадки устройства, так как прокатные ролики 3 за счет перемещения вдоль осей 5 во всех случаях устанавливаются в плоскости,проходящие через вершины углов (точки А).1Согласно предлагаемому способу . правки сварных конструкций таврового профиля прокатные ролики 3, расположенные под углом друг к другу со сто роны сварного шва, являются ведомыми роликами. Их вращение осуществляется за счет сил трения приложенных к опорным (рабочим) поверхностям роликов, Вращаюший момент больше момента трения, создаваемого на оси вращения, за счет разности радиусов приложения внешней силы и силы трения и коэффициентов трения, Для избежания перекосов на осях вращения необходимо выбирать длину ступицы не менее диаметра оси. Зазоры между1146165 4Диаметр ведущего опорного роликаа мм, ширийа - 40 мм. Скоростью- прокатки 3 м/мин,Прокатка производится на установке, изготовленной предприятием. Свар.ка образца производится в производственных условиях в свободном состоянии. Величина деформаций определяется на базе 1000 мм. После сварки она1 О составляет 7 мм.Усилие прижатия прокатных роликовсоставляет порядка 2500 кгс и создается с помощью винтовой пары диаметт- ром 36 х 4,.т 15 После первой прокатки величинаостаточной деформации составляет1,5 мм, а после повторной прокаткис теми же усилиями деформация отсутствует полностью. Известным способом,2 О по которому, прокатывается околошовная зона стенки таврового профиля,при первой прокатке величина остаточной деформации составляет 4,0 мм,а после повторной, притех же усиь лиях 3 мм. 3осью и роликом выбраны по второмуклассу по ходовой посадке. Заклинивние роликов в процессе обкатки исклчается, так как опрокидывающий момент ролика, создаваемый силой, взаимодействующей с полкой изделия ироликом, уравновешивается моментом,создаваемым силой, взаимодействующей со стенкой изделия и роликом. Впротивном случае не было бы обкаткистенки иэделия. Прокатные ролики выполнены сменными в зависимости отразмеров фасок, Фаски выбраны размерами 8, 10, 12 мм, Раздельная прокака по стенке и полке профиля не даевозможности полностью устранить сварочные деформации, так как при про/катке участка околошовной зоны,пластически удлиняясь, не могут полностью удлинить остальные участките, где в основном произошла усадкаметалла, т.е. сварной шов и прилегающие к нему зоны.Для полного устранения сварочныхдеформаций необходимо эту зону взят 25как бы в кольцо н удлинить, а дляэтого необходимо осуществить удлинение околошовной эоны одновременнополки и стенки профиля.Одновременная прокатка полки истенки при расположении роликов вразных плоскостях не дает этого эффекта. Его можно достичь только водном случае, когда прокатка стенкии полки осуществляется одновременнов одной плоскости таврового профиля,35что и позволяет способ одновременнойпрокатки роликом в одной плоскостистенки и полки таврового профиля,П р и м е р. Проводится правка40сварного тавра длиной 1000 мм состенкой 4 х 150 мм и полкой 6 х 30 ммиз алюминиевого сплава марки АИг 5.Материал берется в состоянии поставки, Диаметр прокатных роликов 170 мм,ширина рабочей поверхности 8,5 мм..Фаски на прокатных роликах выполненыс размерами 6 х 45 ф,При этом прилагаемые усилия, относительное изменение толщины прока.тываемого материала в месте прокатки, диаметры роликов и другие условия прокатки идентичны. Использование предлагаемого спосо ба правки сварных конструкций с помощью прокатных роликов, имеющих свободное перемещение вдоль осей вращения, по сравнению с раздельной про" каткой стенки и полки профиля устраняет полностью деформации продольного изгиба; при этом отпадаЬт необходимость в дополнительной правке; снижается трудоемкость правки; повышается качество изделия; отпадает необходимость в индивидуальной настройке прокатных роликов в зависимости от толщины стенки и полки профиля; упрощается конструкция установки для прокатки изделия.Тираж 1086ИИПИ Государственногелам изобретенийМосква, Ж, Рауш По омитет ткрыти ая наб