Способ сварки

 

Изобретение относится к технологии сварки и может найти применение в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - повышение прочности сварного шва и расширение диапазона возможных сочетаний материалов и форм свариваемых деталей. Через зону сварки в процессе совместной пластической деформации свариваемых материалов пропускают импульсный электрический ток в режиме, обеспечивающем возникновение электропластического эффекта по крайней мере в металле одной из свариваемых деталей. При этом обеспечивают интенсификацию пластической деформации в зоне сварки (от величины которой непосредственно зависит прочность сварного соединения) и выход большого числа дислокаций на соединяемые поверхности (также способствующих образованию прочного сварного соединения). При сварке исключают вредное влияние высокотемпературного нагрева, приводящего к возникновению в сварном соединении остаточных напряжений, химической и структурной неоднородности и снижению предела текучести в материалах деталей, уменьшающему способность их воспринимать нагрузки.

союз сонетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 В 23 K 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ СВАРКИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ по изОБРетениям и ОтнРытиям

flPN ГННТ СССР (21) 4053237/23-27 (22) 25. 12.85 (46) 23.06,89. Бюл, V- 23 (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (72) В.С.Буторов (53) 621. 791. 762 {088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 1301614, кл. В 23 К 28/00, 1984.

Технология и оборудование контактной сварки/ Под ред. Б.П.Орлова, И., 1975, с. 4-5, 11-13. (57) Изобретение относится к технологии сварки и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

Цель изобретения — повышение прочности сварного шва и расширение диапазона возможных сочетаний материалов и форм свариваемых деталей, Через зону

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства при производстве сварных конструкций, Целью изобретения является повышение прочности сварного шва, расширение диапазона возможных сочетаний материалов и форм свариваемых деталей, Способ сварки заключается в приложении нагрузки и пропускании электрического тока через зону контакта свариваемых деталей. Электрический ток сварки в процессе совместной пластической деформации свариваемых материалов пропускают импульсный электрический ток в режиме, обеспечивающем возникновение электропластического эффекта по крайней мере в металле одной из свариваемых деталей. При этом об еспечивают интенсификацию пластической деформации в зоне сварки (от величины которой непосредственно зависит прочность сварного соединения) и выход большого числа дислокаций на соединяемые поверхности (также способствуюших образованию прочного сварного соединения) . При сварке исключают вредное влияние высокотемпературного нагрева, приводящего к возникновению в сварном соединении остаточных напряжений, химической и структурной неоднородности и снижению предела текучести в материалах деталей, уменьшающему способность их воспринимать нагрузки, в режиме электропластического эффекта пропускают по крайней иере через одну из свариваемых деталей в зоне их контакта одновременно с приложением нагрузки, величина которой обеспечи вает достижение предела текучести материала хотя бы одной из деталей в зоне их контакта (т.е. обеспечивает возникновение пластической деформации).

Пластическое деформирование путем приложения нагрузки, величина которой обеспечивает достижение предела текучести материала, обуславливает

1488156 резкое снижение электрического кон— тактного сопротивления, а это, в свою очередь, снижает тепловыделение в зоне контакта при пропускании электри5 ческого тока. В результате сварной шов образуется без нагрева свариваемых деталей, Улучшению качества сварного шва и повышению его прочности способству- 10 ет пропускание электрического тока через зону контакта в режиме электропластического эффекта. Это обеспечивает интенсификацию пластического течение (деформирования) в зоне контакта деталей при меньшей величине нагрузки без дополнительного нагрева. Происходит вынос из зоны контакта поверхностных пленок, выход на свариваемые поверхности большого числа 20 дислокаций, что способствует повышению прочности шва, Описанные процессы происходят и в том случае, когда проводящей (металлической) является только одна из свариваемых деталей, 25

Пример. Сваривают пластину, например,из стали 1Х18Н10 размером

150х40х5 мм с пластиной из стали

45 такого же размера. Соединение осуществляют внахлестку в нескольких З0 точках.При осуществлении сварки в точке (путем совместного пластического деформирования, осуществляемого пуансоном машины для холодной свар-. ки) одновременно с деформированием пропускают через металл сварной точки импульсный электрический ток (от источника импульсного TOKa) в режиме: плотность тока в импульсе 5 х

z х 10 А/мм, длительность импульса 40

10 с, частота импульсов 5 Гц (при диаметре сварной точки 5 мм сила тока в импульсе составляет 9800 А).

При этом за счет воздействия на дислокационную структуру металла в .зоне сварки обеспечивают интенсификацию пластической деформации в зоне контакта.свариваемых пластин, разрушение и вынос из зоны контакта поверхностных пленок и сближение атомS0 но-чистых поверхностей металлов. Кроме того, происходит выхоД на соединяемые поверхности большого числа дислокаций (появление полос скольжения). Эти процессы обеспечиваются, в основном, 55 интенсивной пластической деформацией стали 1Х18Н 10 (как более пластичного материала в соединении,в котором электропластический эффект возникает при меньших значениях внешнего давления), Интенсивная пластическая деформация в зоне контакта и активизирующее влияние дислокаций на процесс сварки обеспечивают получение прочного сварного соединения (равнопрочного основному металлу), Сварка по известному способу не дает возможность получить равнопрочное соединение этих пластин, так как необходимый для интенсификации пластической деформации высокотемпературный о подогрев (600-700 С) снижает прочность сварного соединения ввиду образования химической неоднородности по углероду (и другим легирующим элементам), а также образования остаточных напряжений (ввиду различия теплофизических свойств стали 45 и стали

1Х18Н10), которые не снимаются термической обработкой, 1

Сварка согласно предлагаемому способу позволяет расширить диапазон возможных сочетаний форм и размеров соединяемых элементов, Сваривают, например две детали трубчатorо сече) ния, длина одной детали 100 мм, диаметр 20 мм, толщина стенки 2 мм.Соединение осуществляют встык путем совместного пластического деформирования (в зажимах машин для холодной сварки). Одновременно с деформированием пропускают через зону контакта деталей импульсный электрический ток в режиме: плотность тока в импульсе

5х10 А/мм (сила тока 3000 А), дли-4. тельность импульса 10 с, частота импульсов 5 Гц. При этом обеспечивают интенсификацию пластической деформации в зоне контакта, выход большого числа дислокаций на соединяемые поверхности, что обеспечивает получение равнопрочного основному металлу сварного соединения. Причем не происходит значительных искажений размеров деталей, так как интенсификация плас-. тической деформации происходит в узкой зоне контакта деталей, 1

Формула изобретения

Способ сварки, заключающийся в приложении нагрузки и пропускании электрического тока через зону контакта свариваемых деталей, о т л и ч а юшийся тем, что, с цельЮ повыше-.

Составитель Л.Назарова

Техр ед Л. Олийнык Корректор Н.Король

Редактор В.Петраш

Заказ 3497/17

Подписное

Тираж 894

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина,101

5 1488156 6 ния прочности сварного шва, расшире- ток в режиме электропластического эфния диапазона возможных сочетаний фекта одновременно с приложением наматериалов и форм свариваемых дета- груэки, обеспечивающей достижение лей, по крайней мере через одну из предала текучести материала в зоне

5 деталей пропускают электрический контакта,