Способ индукционной сварки изделий по отбортованным кромкам и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области сварки , а именно к индукционной сварке изделий по отбортованным кромкам. Цель изобретения - повышение качества сварки путем уменьшения зоны термического влияния и повышение производительности. Изделие 9 устанавливают в держатель 5. Свариваемые кромки 10 и11 прижимают к индуктору 1 с усилием F, прямо пропорциональным квадрату напряженности Н магнитного поля и обратно пропорциональным обрабатываемой площади S, которые выбирают из соотношения F (4,51-8,96) Н /S. Подают высокочастотный сварочный импульс одновременно с подачей защитного газа через осевое отверстие 2 индуктора. Защитный газ вытесняет воздух, который выходит сквозь щели 6. Происходит концентрация энергии в области образования сварного шва, уменьшается зона термического влияния, что повышает качество сварки . 2 с.п. и 2 з.п,ф-лы. 3 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4651260/27 (22) 12.12.88 (46) 15,10.91., Бюл, ¹ 38 (71) Ленинградский электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (72) В.M. Опре, С.Н. Езерский, Б,Я. Качанов, Б.В. Коган, А.В. Петров, Г,К. Огнев и Н,В. Каратаев (53) 621.791.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1181827, кл, В 23 К 13/00. 1984. (54) СПОСОБ ИНДУКЦИОННОЙ СВАРКИ

ИЗДЕЛИЙ ПО ОТБОРТОВАННЫМ КРОМКАМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области сварки, а именно к индукционной сварке изделий по отбортаванным кромкам, Цель

„„5U„„1683931 А1 изобретения — повышение качества сварки путем уменьшения зоны термического влияния и повышение производительности. Изделие 9 устанавливают в держатель 5.

Свариваемые кромки 10 и11 прижимают к индуктару 1 с усилием F, прямо пропорциональным квадрату напряженности Н магнитного поля и обратно пропорциональным обрабатываемой площади S, которые выбирают из соотношения F = (4,51-8,96)х10

Н /S. Подают высокочастотный сварочный

2 импульс одновременно с подачей защитного газа через осевое отверстие 2 индуктора.

Защитный газ вытесняет воздух, который выходит сквозь щели 6. Происходит концентрация энергии в области образования сварного шва, уменьшается зона термического влияния, что повышает качество сварки, 2 с.п. и 2 з.п,ф-лы, 3 ил.

1683931

Изобретение относится к сварке., а именно к индукционной сварке изделий по отбортованным кромкам.

Цель изобретения — повышение качества сварки путем уменьшения зоны термического влияния и повышение производительности, На фиг.1 представлено устройство; на фиг,2 — разрез А — А на фиг.1; на фиг.3— расположение свариваемых кромок изделия относительно рабочей поверхности индуктирующего провода.

Устройство состоит из индуктора 1 с осевым отверстием 2 и содержит канал 3 системы охлаждения, магнитопровод 4, держатель 5 изделий, выполненный из диэлектрического материала, со щелями 6 для выпуска защитного газа и индуктирующий провод 7, размещенный в коаксиальном па зу магнитопровода 4. Индуктирующий провод 7 расположен в коаксиальном пазу 8 магнитопровода 4 таким образом, что магнитопровод 4 выступает за пределы тороидальной рабочей поверхности индуктирующего провода 7 на величину 0,5 — 1,5 глубины проникновения тока в металл.

Изделие. 9 с подлежащими сварке отбортованными кромками 10 (корпуса) и 11 (крышки) установлено в осевом отверстии держателя 5 изделий. Пределы 0,5-1,5 глубины (проникновения тока в металл) вылета магнитопровода за рабочую поверхность индуктирующего провода обьясняются тем, что величина меньше 0,5 глубины проникновения тока в металл (Д не приводит к ощутимому перераспределению тока с краев кромок к сварному шву, что приводит к перегреву краев кромок, а величина больше

1.,5 Луже не сказывается на перераспределении тока, т.е. уже бессмысленна конструктивно (излишне увеличивает габариты), Камера защитного газа образована стенками держателя 5 изделий и магнитопровода 4.

Устройство работает следующим образом, Подготовленное к сварке изделие 9 устанавливают в держатель 5 изделий, после чего свариваемые кромки,0 и11 изделий 9 прижимают к индуктору 1 с усилием, прямо пропорциональным квадрату напряженности магнитного поля и обратно пфзпорциональным обрабатываемой площади, которое выбирают из соотношения — Н

F = (4,51 — 8,98)x10 " где F — усилие прижима, Н;

Н вЂ” напря>кенность магнитного поля

А/м;

S — обрабатываемая площадь, м .

После этого осуществляется подача высокочастотного сварочного импульса одновременно с подачей защитного газа через осевое отверстие 2 индуктора 1. Защитный газ (аргон) вытесняет воздух, который выходит сквозь щели 6 держателя 5 изделий.

При проведении сварки ток индуцируется в свариваемых кромках 10 и 11 изделий

9, При этом возникают электродинамические силы, вызывающие появление зазора между кромками 10 и 11 и индуктором 1.

Этим силам противодействует усилие прижима кромок 10 и 11 к индуктору 1, В результате зазор образуется минимальный, Наличие минимального зазора при указанных геометрических параметрах устройства приводит к эффективному перераспределению тока в свариваемых кромках с боковых поверхностей к сварному шву, Таким образом происходят концентрация энергии в области образования сварного шва и уменьшение зоны термического влияния

После окончания сварки изделие 9 извлекается из держателя 5 изделий, Устройство снова готово к работе.

Положительным эффектом изобретения является повышение качества сварки, достигаемое эа счет уменьшения зоны термического влияния и повышение производительности, Последнее достигается значительным сокращением времени сварки (процесс сварки длится десятки микросекунд).

Пример 1. Корпус и крышка конденсаторов К52 — 9 изготавливаются штамповкой из танталовой лентье по ТУ 95 1261 — 84, толщиной 0,25 мм. Высота корпуса, имекщего вид стакана, 23 мм, внутренний диаметр 7,5 мм, наружный диаметр крышки также 7,5 мм. Перед сваркой в корпус устанавливается анод, заливается 387О-ная серная кислота, на выход. анода устанавливается герметизирующая резиновая прокладка, после чего "зигуется" по прокладке и закрывается крышкой с вмонтированным в нее изолятором, Сварка осуществляется в сборе по отбортованным кромкам корпуса и крышки, Сварка осуществляется в среде защитного газа (аргона) с помощью индуктора с ферритовыми концентраторами, Высокочастотный импульс реализуется посредством устройства для сеточной модуляции высокочастотного генератора. Длительность импульса составляет 67 мс, анодное напряжение генератора 7,5 кВ, постоянная составляющая анодног0 тока — 2,1 А. В партии из 1000 шт. изделий выход годных составляет 89 . Анализ брака показывает, в основном, плохое качество подготовки по1683931

Таблица 1

Таблица 2

Вылет индуктора в долях

Качество сварки

1,0

0,75

0,25

0,5

2,0

1,25

1,5

1,75 верхности к сварке и некачественную сборку под сварку.

Пример 2. На партии в 300 шт, изделий экспериментально подбирают усилие прижима, Результаты испытаний сведе- 5 ны в табл.1, в которой хорошее качество сварки отмечено знаком "+", а неудовлетво рительное — знаком "-", Из табл,1 видно, что хорошему качеству сварки соответствует усилие прижима от 0,4 10 кгдо 0,7 кг включительно. Анализ показывает, что при меньших усилиях значительно увеличивается зазор между свариваемыми кромками и индуктором, что сказывается на 15 нагреве кромок и качестве сварки. При больших усилиях имеет место наличие оплавленного металла на рабочей поверхности индуктора.

Коэффициент пропорциональности в 20 выражении для определения усилия прижима Н определен расчетным путем, исходя из площади нагреваемой поверхности, диапазона усилий, обеспечивающих качественную сварку, и заданной напряженности 25 магнитного поля, Пример 3, Напартиив300шт. изделий экспериментально определяют величину "вылета" магнитопровода (h) за тороидальную рабочую поверхность индук- 30 тирующего провода. Для этого расчетным путем определяют глубину проникновения тока в металл по формуле

Л= 5030

pf

После этого экспериментально опробуют разные величины "вылета" магнитопровода и определяют качество сварки. Данные сведены в табл.2. Хорошее качество сварки 40 отмечено знаком "+", неудовлетворительно— знаком "-".

Исходя из данных испытаний,определяют оптимальную величину h, Формула изобретения 45

1, Способ индукционной сварки изделий по отбортованным кромкам, преимущественно оксидно-полупроводниковых конденсаторов в сборе, при котором подают высокочастотный сварочный импульс и защитный газ, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем уменьшения зоны термического влияния и повышения производительности, перед подачей сварочного импульса отбортованные кромки изделий прижимают к индуктору и удерживают в течение длительности сварочного импульса усилием, которое выбирают из соотношения

- 6 Н

F = (4,51 — 8,98)х10 где Š— усилие прижима, Н;

Н вЂ” напряженность магнитного поля, А/м;

S — обрабатываемая площадь, м, х

2. Устройство для индукционной сварки изделий, содержащее индуктор с осевым отверстием и системой охлаждения, канал которой расположен по периметру индуктора, магнитопровод и газопровод с камерой защитного газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что рабочая поверхность индуктирующего провода индуктора выполнена в виде срезанного тора, радиус сечения которого не менее ширины индуктирующего провода, магнитопровод выполнен с коаксиальным пазом, а индуктирующий провод размещен в этом пазу, причем поверхность магнитопровода выполнена выступающей относительно тороидальной поверхности индуктирующего провода на величину 2 мм, 3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено держателем изделий, выполненным в виде стакана из диэлектрического материала с щелевыми прорезями по образующим и осевым отверстием в днище, 4. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что камера защитного газа образована стенками держателя изделий и магнитопровода, а газопровод соединен с осевым отверстием индуктора.

1683931

Составитель Т.Мочалова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Редактор И.Касарда

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, yn,Гагарина, 101

Заказ 3466 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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