Метод снижения сварочных деформаций тонкостенных панелей теплообменных аппаратов путем регулирования податливости кромок при выполнении круговых швов

• Автор: Грицына, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Состояние вопроса и задачи исследования

1.1 Проблемы использования неадаптивных роботов при автоматизации процесса сварки

1.2 Деформации и перемещения в тонкостенных панелях при выполнении на них круговых швов (на примере сварки теплообменных аппаратов)
1.3 Напряженно-деформированное состояние пластины содержащей круговое сварное соединение

1.4 Существующие методы борьбы со сварочными деформациями и перемещениями

Выводы по главе

2 Анализ деформаций и перемещений возникающих при сварке круговых швов1, на тонкостенных панелях
2.1 Методика и измерение перемещений, возникающих в результате сварки круговых элементов на плоской панели
2.2 Разработка конструктивно - технологического метода снижения сварочных деформаций при выполнении круговых швов на тонкостенных панелях.
2.3 Расчёт деформаций и перемещений, возникающих в результате выполнения кругового шва на тонкостенной панели
2.3.1 Методика численного моделирования деформаций и перемещений методом конечных элементов
2.3.2 Результаты исследования деформаций и перемещений, возникающих при сварке круговых швов, на тонкостенных панелях методом конечных элементов
Выводы по главе

3 Закономерности образования деформаций и перемещений в тонкостенных панелях при выполнении кругового шва по от-бортовке, путём аналитического расчёта.
3.1 Аналитический расчёт деформаций и перемещений
3.2 Результаты расчёта и моделирования перемещений, в панелях при выполнении круговых швов по отбортовке в зависимости от её высоты, диаметра шва и толщины
Выводы по главе I
4 Оценка возможности обеспечения качества сварных соединений типа «труба-панель» при использовании неадаптивных роботов или автоматической дуговой сварки
4.1 Определение допустимых величин зазора и смещения проволоки от стыка в соединении «труба-панель», выполняемом по отбортовке
4.2 Вероятностная оценка возможности обеспечения качества сварки роботом круговых швов, выполняемых по отбортовке Выводы по главе
Заключение
Список используемой литературы Приложение

Введение
Основными направлениями развития машиностроения являются повышение качества выпускаемой продукции и автоматизация производственных (процессов. Для сварочного производства высшей степенью автоматизации является роботизация. Несмотря на то, что автоматизация изготовления сварных конструкций постоянно являлась центральной проблемой сварочной науки и техники, и в этом направлении достигнуты значительные успехи, автоматизация дуговой сварки встречает серьёзные трудности. Использование промышленных роботов для автоматизации дуговой сварки плавлением относительно простых, точных и жёстких деталей, как правило, способствует получению продукции высокого качества.
Среди всего Многообразия конструкций особое место занимает

большая группа изделий, для которых характерна малая жёсткость и наличие большого количества круговых швов, выполняемых на тонкостенных панелях. В качестве примера в работе рассмотрена возможность сварки на роботизированном комплексе узла бытового газового обогревателя, содержащего большое количество круговых швов, выполняемых на тонкостенной панели.
Для дуговой сварки таких конструкций характерно:
- во-первых, развитие значительных временных деформаций и перемещений, которые затрудняют процесс сварки;
- во-вторых образование остаточных деформаций, которые искажают форму и размеры готового изделия.
При выполнении ручной или механизированной сварки, временные перемещения, как правило, не осложняют процесса сварки, так как сварщик ориентируется на действительное положение кромок и позиционирование электрода относительно стыка не вызывает затруднений. Напротив, при сварке с использованием неадаптивных

Одним из приёмов по уменьшению деформаций является уменьшение наплавляемого металла. В работе [47] автор проводил исследования кинетики перемещений и деформаций элементов конструкции, возникающих в результате выполнения коротких швов. Результаты исследования показали, что сварочные деформации практически пропорциональны площади поперечного сечения наплавленного металла.
В работах [1, 2, 12, 32, 35] авторы сходятся во мнении, что для уменьшения сварочных деформаций при дуговой сварке предпочтительней использовать режимы, обеспечивающие более низкую погонную энергию. В работах [15,33] отмечается, что изменением параметров режима импульсно дуговой 1 сварки, можно значительно уменьшить остаточные

напряжения и деформации. Однако при существующих технологических процессах возможности уменьшения погонной энергии и увеличения скоростей сварки ограничены. Основные ограничения накладывают такие факторы как производительность процесса и требования к качеству и-свойствам соединения.
Другим методом уменьшения погонной энергии является применение лазерной сварки. В отличие от дуговой сварки, использование этого способа, за счёт большой плотности энергии, позволяет значительно сократить время выполнения процесса сварки и существенно уменьшить

зону термического влияния. Однако, в настоящее время применение лазерной сварки сдерживается определенными технологическими трудностями [23, 43], такими как: повышенная точность изготовления отдельных деталей по сравнению с дуговой сваркой; обеспечение высокой точности ведения лазерного луча по стыку; постоянство скорости перемещения источника и другие. Основным требованием для обеспечения качества лазерной сварки является сборка соединений практически без