СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЛОЖНЫХ ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
METHOD FOR MANUFACTURING OF COMPLEX AXISYMMETRIC WELDED STRUCTURES

Изобретение относится к сварке, а именно к способам изготовления осесимметричных сварных конструкций из алюминиевых сплавов, и может быть использовано при сварке сложных конструкций, включающих сочетание массивных и тонкостенных элементов.
Особенностью изготовления сложных осесимметричных сварных конструкций является обеспечение высокой размерной точности при действии сварочных деформаций.
Известен способ сварки по а.с. № 518292, В23К 9/00, опубл. 25.06.76 г., Официальный бюллетень № 23, 1976 г., при котором элементы конструкции собирают в жестком приспособлении с технологическими зазорами, равным по величине сумме поперечных перемещений кромок при сварке.
Такой способ позволяет за счет технологических зазоров учесть перемещения кромок перегородок при термическом цикле сварки, вызывающем изменение конструктивных параметров.
Однако этот способ недостаточно эффективен, так как он не обеспечивает получения сложных осесимметричных сварных конструкций с заданной геометрией формы.
Таким образом, задачей данного технического решения (аналога) являлось обеспечение размерной точности за счет выставления свариваемых элементов конструкции с технологическими зазорами, величина которых зависит от температурных режимов сварки.
Общими признаками известного технического решения и заявляемого объекта является фиксация конструкции в сварочно-сборочном приспособлении, приварка элементов конструкции.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является способ изготовления сварных ребристых панелей по а.с. № 998063, В23К 31/00, опубл. 23.02.83 г., Официальный бюллетень № 7, 1983 г., принятый авторами за прототип, при котором приваривают технологические элементы, осуществляют локальное снижение жесткости путем формирования прорезей, фиксируют в сварочно-сборочном приспособлении, приваривают перегородки, отжигают.
При таком способе сварки исключается коробление перегородок за счет прорезей в технологическом элементе и жесткого закрепления конструкции в сварочно-сборочном приспособлении.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа изготовления сварных конструкций, принятого авторами за прототип, относится необходимость применения технологического элемента и термической операции отжига.
Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлось обеспечение размерной точности сварной конструкции за счет прорезей в привариваемом технологическом элементе с последующим отжигом в сборе со сварочным приспособлением.
Общим признаком с предлагаемым авторами способом изготовления сложных осесимметричных сварных конструкций является фиксация конструкции в сварочно-сборочном приспособлении, приварка перегородок и локальное снижение жесткости конструкции.
В отличие от прототипа, предлагаемый авторами способ изготовления сложных осесимметричных сварных конструкций основан на том, что сначала приваривают опоры перегородок к трубчатой стойке, а затем их торцы к дискообразным основаниям, далее извлекают конструкцию из сварочно-сборочного приспособления и охлаждают до нормальной температуры, а локальное снижение жесткости конструкции осуществляют разрезанием перегородок в местах их максимального прогиба, затем кромки реза возвращают в исходное положение и сваривают.
В частном случае, то есть в конкретных формах выполнения, ширина реза равна 0,02…0,04 расстояния между опорами перегородки.
Именно это позволяет сделать вывод о причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.
Задачей предполагаемого изобретения является обеспечение высокой размерной точности свариваемых элементов конструкции, повышение технологичности и снижение трудоемкости.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что при известном способе изготовления сложных осесимметричных сварных конструкций, включающем фиксацию конструкции в сварочно-сборочном приспособлении, приварку перегородок и локальное снижение жесткости конструкции, особенность заключается в том, что сначала приваривают опоры перегородок к трубчатой стойке, а затем их торцы к дискообразным основаниям, далее извлекают конструкцию из сварочно-сборочного приспособления и охлаждают до нормальной температуры, а локальное снижение жесткости конструкции осуществляют разрезанием перегородок в местах их максимального прогиба, затем кромки реза возвращают в исходное положение и сваривают.
Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между ними позволяет, в частности, за счет:
- приварки опор перегородок к трубчатой стойке, а затем их торцев к дискообразным основаниям - локализовать искажение геометрической формы между выступами перегородок;
- охлаждения конструкции до нормальной температуры после ее извлечения из сварочно-сборочного приспособления и разрезания перегородок в местах их максимального прогиба - снять сварочные деформации и обеспечить требуемую геометрию;
- заварки кромок реза - обеспечить целостность и повысить жесткость конструкции.
Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах исполнения, позволяют, в частности, за счет выполнения реза шириной 0,02…0,04 расстояния между опорами перегородки обеспечить восстановление требуемой геометрии.
Сущность изобретения заключается в том, что сначала приваривают опоры перегородок к трубчатой стойке, а затем их торцы к дискообразным основаниям, далее извлекают конструкцию из сварочно-сборочного приспособления и охлаждают до нормальной температуры, а локальное снижение устойчивости конструкции осуществляют разрезанием перегородок в местах их максимального прогиба, затем кромки реза возвращают в исходное положение и сваривают.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид свариваемой конструкции; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.3 - схема прогиба конструкции при действии сварочных деформаций; на фиг.4 - схема локального снижения жесткости конструкции.
Свариваемая по предложенному способу сложная осесимметричная конструкция содержит дискообразные основания 1 и 4, трубчатую стойку 2 и перегородки 3.
В частных случаях исполнения ширина реза В выполнена 0,02…0,04 расстояния Д между опорами перегородок.
Изготовление сложных осесимметричных сварных конструкций по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.
Используя сварочно-сборочное приспособление, к трубчатой стойке 2 поочередно приваривают (например, автоматической сваркой) дискообразные основания 1, 4. Затем приваривают перегородки 3 в следующей последовательности: вначале опоры перегородок 3 к трубчатой стойке 2, а потом торцы перегородок 3 к дискообразным основаниям 1, 4. Далее сваренную конструкцию извлекают из приспособления и охлаждают до нормальной температуры. В местах максимального прогиба перегородок 3 выполняют их разрезку. После этого кромки реза возвращают в исходное положение и сваривают.
В частных случаях исполнения ширину реза В выполняют 0,02…0,04 расстояния Д между опорами перегородок 3.
Изготовление сложных осесимметричных сварных конструкций данным способом обеспечивает высокую размерную точность свариваемых элементов конструкции с повышением технологичности и снижением трудоемкости.
Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями изделий, изготовленных по способу в соответствии с изобретением.
В настоящее время предложенный способ изготовления сложных осесимметричных сварных конструкций внедрен в серийное производство.
Изобретение целесообразно использовать в различных отраслях промышленности при изготовлении сложных осесимметричных конструкций из свариваемых алюминиевых сплавов.
Технико-экономические преимущества использования предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключаются в повышении технологичности и снижении трудоемкости за счет исключения операций по приварке и удалению технологического элемента и отжигу конструкции.