LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості зварних листових конструкцій за рахунок регулювання зварювальних деформацій

Національний технічний університет України

"Київський політехнічний інститут"


На правах рукопису


Гедрович

Анатолій Іванович


УДК 621.791.75.052



ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ ЗВАРНИХ ЛИСТОВИХ КОНСТРУКЦІЙ ЗА РАХУНОК РЕГУЛЮВАННЯ ЗВАРЮВАЛЬНИХ ДЕФОРМАЦІЙ.


05.03.06 -

зварювання та спорiдненi технології



А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертаціi на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук





Київ - 1999 р.


Дисертація є рукописом

Робота виконана в Східноукраїнському державному університеті, м. Луганськ. Міністерство освіти України



Офіційні опоненти:

Фомічов Сегій Константинович, доктор технічних наук за спеціальністю 05.03.06-" Зварювання та споріднені технології", доцент, професор кафедри зварювального виробництва Національного технічногоуніверситету України "Київський політехнічний інститут"


Пєтушков Володимир Георгійович, доктор технічних наук за спеціаль-ністю 05.03.06 - "Зварювання та споріднені технології", професор за спеціальністю "Технологія та обладнання зварювального виробництва",завідувач відділом Інституту електрозварювання ім. Е.О.Патона НАН України

Розмишляєв Олександр Денисович, доктор технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – "Зварювання та споріднені технології", професор кафедри зварювального виробництва Приазовського державного технічного університету


:

Провідна установа – ВАТ УкрНДІ Проектстальконструкція, м. Київ, відділ складально- зварювальних робіт,



Захист відбудеться 10 червня 1999 р. о 15-00 год на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.15 НТТУ "КПІ" , 252056, м. Київ-56 проспект Перемоги, 37.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці НТТУ "КПІ"

Автореферат розіслано 27 квітня 1999 р.


Вчений секретар

спеціалізованої ради

д.т.н., проф. Головко Л.Ф.



Загальна характеристика роботи


Актуальність проблеми. У різних галузях промисловості: хімічному машинобудуванні, вагонобудуванні, суднобудуванні, автомобілебудуванні та iн. у великому обсязі використовується метал малої товщини. При цьому великосерійне і масове виробництво стало можливим завдяки застосуванню прогресивних зварювальних технологій, що включають широке впровадження автоматичних способів дугового і контактного зварювання. До тонкостінних металоконструкцій відносяться: оболонкові металоконструкції, балони різного призначення, корпуси хiмiчних аппаратiв, плоскі листовi металоконструкції, обшиття вагонів, стінки трамваїв і тепловозів і таке iнше. Ці металоконструкції відрізняються товщиною металу, габаритними розмірами, об'ємом, розташуванням зварних швів і інших чинників. Вся їх сукупність приводить до появи деформацій різних типів: усадочні поздовжні і поперечні, кутові переміщення і "будиночки". Причиною появи усіх видів деформацій є утворення зони пластичних деформацій або активної зони. Тому проблемі дослідження закономiрностей формування зони і з'ясуванню причин її появи, вивченню залишкових деформацій і переміщень, розробці методів регулювання і керування ними приділяється велика увага.

На жаль, на сьогоднішній день немає однозначних рекомендацій щодо регулювання, що пояснюється розмаїтістю металоконструкцій, матеріалів, способів зварювання, гіпотез і методів дослідження. В даний час у країнах СНД і за рубежем цій проблемі приділяється значна увага. Незважаючи на те, що металоконструкції даних галузей виготовляються з застосуванням оснастки і механізованих способів зварювання, рівень залишкових деформацій великий і перевищує значення припустимі технічними умовами. Все це вимагає великих трудозатрат на виконання правильних робіт. Наприклад, трудомісткість правки пасажирських вагонів досягає 20 % вiд загальной трудомісткості виготовлення металоконструкції кузовів.

Аналіз причин деформацій показує, що останні виниикають не тільки в результаті таких технологічних операцій, як згинання, штампування, транспортування й ін., але в основному, як наслiдок термомеханiчного впливу зварювання. Труднощі у попередженні деформацiй, пов'язаних із зварюванням, обумовлені специфікою металоконструкцій. Так, бічні стінки тепловозів можуть бути каркасного i безкаркасного типу, довжиною до 20 м, у своєму складі можутьмiстити складнi за конфігурацією форми віконних прорізів і гофрів, з елементами змiнної жорсткості. Обечайки різного призначення можуть бути діаметром від 300 мм до 3000 мм і довжиною від 300 мм до кiлькох метрів. Особливо гострим постало питання усунення деформацій у зв'язку з застосуванням металу товщиною менше 3 мм. Основною причиною залишкових деформацій тонколистових конструкцій є зона пластичних деформацій, що формується в результаті термомеханiчного впливу джерела нагрівання. Крім того, пластична деформація, що розвивається у так званiй активнiй зоні, впливає на службові характеристики зварного з'єднання.

В даний час існує досить багато методів боротьби з деформаціями на фініші виготовлення металоконструкцій: активне навантаження, холодне і гаряче деформування, прокатування роликами та ін. Однак при призначенні режимів опрацювання виникають труднощі, пов'язані з геометрією металоконструкції, її жорсткістю, товщиною металу й ін. Крім того, наайголовніше, відсутня інформація про розміри зони пластичних деформацій або активної зони. Існуючі інженерні методи її оцінки приблизні, дають різні результати у залежності від прийнятої схеми розрахунку.

Перспективним у цьому плані є метод із використанням полос (смуг) текучості - слідів пластичних деформацій. Застосування даного методу дає можливість вивчити кiнетику формування активної зони, надійно визначити її розміри і розробити методи iп регулювання.

Актуальними питаннями розробки оптимальних ресурсозберiгаючих методів регулювання деформацій, переміщень і технології їх використання є: оцінка процесів пластичного деформування у шві й бiляшовноi зони, оцінка меж можливого використання розроблених у сучасних теоріях деформацій і напруг різних критеріїв визначення активної зони, одержання даних про процеси зсовування у шві і зоні термiчного впливу, дослідження впливу різних технологічних чинників, початкових напружень, штучного охолодження і таке iнше на розвиток пластичної деформації; дослідження впливу різних конструктивних чинників ( типу шва, з'єднання, схеми закріплення та ін.)на розвиток термодеформацiйних процесів.

Метою роботи було наукове обгрунтування застосування методу смуг текучості (ліній ковзання) для визначення активної зони, вивчення переміщень металу в площині розташування виробу і iз площини, і розробка ресурсосберiгаючих методiв їх регулювання, для підвищення якості зварних листових конструкцій.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

1.Встановити особливості формування "активної" зони при виконанні швів різної конфігурації при зварюванні конструкційних сталей, проаналізувати напружено-деформований стан при утворенні різних систем смуг текучості на базі теорії пластичності.

2.Дослідити