РАЗЖИМНОЕ ОПОРНОЕ КОЛЬЦО ДЛЯ СБОРКИ КОЛЬЦЕВЫХ СТЫКОВ ЕМКОСТЕЙ ПОД ФРИКЦИОННУЮ СВАРКУ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ

Предлагаемая к защите полезная модель может быть использована в ракетостроении, самолетостроении, судостроении и других отраслях машиностроения и для соединения листовых конструкций типа емкостей, панелей, профилей, а также агрегатов и узлов из различных конструкционных материалов, в том числе несвариваемых и ограниченно свариваемых сваркой плавлением.
Из патентной литературы известно подкладное кольцо, разбираемое на отдельные части и удаляемое из бака после сварки (патент США №6247634, B23K 20/12).
Известно устройство для сборки под сварку кольцевых стыков емкостей, содержащее разборное подкладное кольцо, состоящее из соединенных между собой без зазоров коническими болтовыми соединениями отдельных частей, и поверхности контакта отдельных частей выполнены под углом к плоскости кольца (патент РФ №2290290 B23K 37/04).
Данное устройство предварительно собирают для получения нужного диаметра и разбирают после сварки внутри емкости, следовательно, оно частично решает вопрос извлечения подкладного кольца из свариваемого изделия, но оно также не технологично, т.к. после разборки устройства внутри емкости, отдельные его части извлекаются при помощи дополнительных тросиков и приспособлений.
Задачей предлагаемого технического решения является расширение технологических возможностей, за счет обеспечения предварительной сборки подкладного кольца вне сварочного стенда с последующей установкой собранного кольца под стык свариваемых цилиндрических деталей и его разжим до заданного диаметра.
Поставленная задача решается тем, что в разжимном опорном кольце для сборки кольцевых стыков емкостей под фрикционную сварку с перемешиванием, состоящем из связанных между собой с возможностью регулирования монтажного зазора отдельных секторов, сопрягаемые части которых, выполнены под углом к плоскости опорного кольца, и соединены при помощи конических стягивающих болтов, в сопрягаемых частях секторов образованы дополнительные встречно направленные конические отверстия и перпендикулярные поверхности сопряжения отверстия ступенчатой формы, оснащенные стягивающими болтами с подголовком, имеющим диаметр в 1.5-2 раза превышающий диаметр ножки, помещенным в ступенчатое отверстие большего размера с обеспечением возможности продольного перемещения сопрягаемых частей секторов между собой, каждый из секторов снабжен проушинами, установленными на концах сопрягаемых частей секторов, и раздвижным механизмом, закрепленным в проушинах.
На фиг.1 представлен общий вид предлагаемого разжимного опорного кольца для сборки под фрикционную сварку с перемешиванием кольцевых стыков емкостей, фиг.2 - соединение сопрягаемых частей при помощи стягиваемых болтов с подголовком, фиг.3 - соединение сопрягаемых частей при помощи конических стягивающих болтов, фиг.4 - вид А фиг.1.
Разжимное опорное кольцо для сборки под фрикционную сварку с перемешиванием кольцевых стыков емкостей состоит из связанных между собой с возможностью регулирования монтажного зазора отдельных секторов 1.
Сопрягаемые части 2 секторов 1, выполнены под углом к плоскости опорного кольца и соединены при помощи конических стягивающих болтов 3.
В сопрягаемых частях 2 секторов 1 образованы дополнительные направленные встречно имеющимся 3, конические отверстия 4, под конические стягивающие болты 3.
В сопрягаемых частях 2 секторов 1 образованы перпендикулярные поверхности сопряжения отверстия ступенчатой формы 5, оснащенные стягивающими болтами 6 с подголовком 7 и гайками 8. Подголовок 7 имеет диаметр в 1.5-2 раза превышающий диаметр ножки.
Болт 6 с подголовком 7 помещен в ступенчатое отверстие 5 большего размера с обеспечением возможности продольного перемещения сопрягаемых частей секторов между собой.
Каждый из секторов 1 снабжен проушинами 9, установленными на концах сопрягаемых частей 2 секторов 1, и раздвижным механизмом 10, закрепленным в проушинах 9.
Для снижения веса каждый сектор кольца в средней части может иметь двутавровое сечение.
Разжимное опорное кольцо для сборки под фрикционную сварку с перемешиванием кольцевых стыков емкостей работает следующим образом:
Предварительно, вне сварочного стенда, производят сборку кольца в сжатом положении, для чего сектора 1 по сопрягаемым плоскостям 2 с помощью стягивающих болтов 6 через отверстия 5 соединяют в кольцо.
Затем в проушины 9 устанавливают раздвижной механизм 10 и регулируют его таким образом, чтобы внешний диаметр кольца был меньше внутреннего диаметра свариваемых деталей. Собранное кольцо устанавливают под стык свариваемых деталей, с помощью раздвижного механизма 10 раздвигают сектора 1 кольца до номинально диаметра и окончательно фиксируют относительно друг друга коническими стягивающими болтами 3, закрепляемыми во встречно направленных друг к другу конических отверстиях 4.
Предлагаемое устройство опробовано при сварке замкнутых кольцевых и экспериментальной секции топливного бака диаметром 2400 мм из сплава АМг6.
Дефекты в сварном шве не обнаружены. Их качество подтверждено рентгеновским, ультразвуковым и металлографическим контролем. Удельная прочность сварных швов превосходит прочность основного материала.