Способ сварки трением

 

Изобретение относится к сварке трением и может быть использовано при сварке деталей из токопроводящих материалов. Цель изобретения повышение производительности. В процессе сварки трением свариваемые детали соединяют сверхпроводником, который размыкают одновременно со снятием давления. Замыкание низкоомной цепи способствует более быстрому образованию соединения, его стабильности и, следовательно, прочности. 1 ил.

Изобретение относится к сварке трением и может быть использовано при сварке деталей из токопроводящих материалов. Целью изобретения является повышение производительности. В процессе сварки трением, когда деталям сообщают относительное перемещение и прикладывают к ним осевое давление, детали соединяют сверхпроводником, который размыкают одновременно со снятием давления. На чертеже представлена схема осуществления способа. Свариваемые детали 1, изготовленные из разнородных электропроводных материалов, вводят в соприкосновение, соединяют из проводником 2, который переводят в сверхпроводящее состояние, для чего подают по трубе 3 криогенную жидкость, осуществляют относительное перемещение деталей при приложении к ним осевого давления. При образовании соединения отключают подачу криогенной жидкости, что превышает температуру проводника 2, или включают соленоид 4, вынимают сваренные детали. Способ заключается в следующем. Свариваемые детали имеют различные уровни Ферми, поэтому при их соприкосновении между ними возникает контактная разность потенциалов, при этом часть электронов материала с большим уровнем Ферми переходит в материал с меньшим уровнем и в стыке образуется двойной электронный слой, т.е. разность потенциалов, препятствующий дальнейшему переходу электронов. При образовании между свариваемыми деталями электрического соединения в систему включается третья фаза с собственным уровнем Ферми, в результате чего в образованном свариваемыми деталями и соединяющим их проводником электрическом контуре возникает выравнивающий контактную разность потенциалов поток электронов электрический ток. Соединяя свариваемые детали сверхпроводником, достигают увеличения силы тока в цепи и следовательно, плотности тока в пятнах физического контакта деталей, которая может быть очень велика, порядка 109 А/см², т. е. достаточна для локального разогрева. Дальнейшее упрочнение шва достигают сообщением свариваемым деталям относительно движения, когда процесс выравнивания контактной разности потенциала искусственно пролангируют, тем самым стимулируя схватывание в соединении, зависящее от электронного строения материалов деталей. Таким образом, нагрев в процессе сварки минимален и локализован исключительно в пятнах фактического контакта, число которых увеличивают, т.е. регулируют провариваемость шва. Пример осуществления способа. В цанговом зажиме задней бабки токарного станка устанавливали штабики-цилиндры ⊘ 6 мм из свинца и меди. Штабики изготовили непосредственно перед сваркой, так что контактные торцовые поверхности как их, так и цилиндрических заготовок, из которых они были изготовлены, были ювенильны, неокислены. Цилиндрические заготовки ⊘ 6 мм установили в патроне станка, закороченного со штабиком низкоомной цепью ( R 16 м Ом), снабженной выключателем. Момент проворота свинцового и медного штабиков в цанге соответственно составлял 1-3 и 50-70 Нм. Сила поджима задним центром штабиков к заготовке составила соответственно 0,1-0,2 и 2-4 кН. Наступление соединения контролировали по прокручиванию штабика в цанге. Проворот заготовки относительно цанга осуществляли вращением патрона станка, включающимся после замыкания цепи. С целью сравнения ряд опытов провели по известному способу без закорачивания деталей низкоомной цепи. Во всех случаях замыкание цепи способствовало более быстрому образованию соединения, его стабильности и, следовательно, прочности. Свинцовый штабик, как правило, приваривали за неполный оборот шпинделя. Угол поворота за счет неприспособленности станка колебался в пределах 20-70^о (для свинцового штабика), и от 360^о до нескольких оборотов для медного. Соединение в свинцовой паре было мало чувствительно с номинально установленной частоте вращения шпинделя, включавшегося в токовом режиме. Наилучшие результаты в медной паре получили при 200-600 об/мин.

Формула изобретения

СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, при котором деталям сообщают относительное перемещение и прикладывают к ним осевое давление, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при сварке деталей из тонкопроводящих материалов, детали соединяют сверхпроводником, который размыкают одновременно со снятием давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---