Способ сварки давлением

 

Изобретение относится к сварке, в частности к способам сварки давлением, и может найти применение при изготовлении амортизаторов в автомобилестроении. Сущность изобретения: шток поршня выполняют с концом меньшего, чем сам шток, диаметра; на конце выполняют фаску. Отверстие в крышке выполняют диаметром, равным диаметру конца штока, который в нем и располагают. После сварки крышки, кольца и штока, дополнительно сваркой плавлением соединяют кольцо и крышку. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сварке давлением, в частности, способам сварки, например, амортизаторов транспортных средств, состоящим из деталей типа крышки, штока и кольца, которые свариваются между собой.

Известен способ сварки давлением телескопических амортизаторов, при котором к полусферической крышке без отверстия с одной стороны приваривают кольцо, ось которого перпендикулярна к оси штока и крышки, а с другой стороны шток, привариваемый торец которого обработан на конус (см. Липа М. и др. "Контактная рельефная сварка" г, Киев, "техника", 1971 г.) Однако, сварка штока с кольцом амортизатора через крышку без отверстия ненадежна из-за трудности подбора условий теплового равновесия.

Известен также способ сварки давлением телескопических амортизаторов, при котором в крышке выполняют центральное отверстие, размещают в нем стык кольца со штоком и сваривают (см. авт.свид. N 563247, по МКИ B 23 K 11/02)).

Этот способ является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком известного способа является нестабильность процесса сварки крышки с проушиной, так как возможен зазор (перекос) между проушиной и крышкой, который трудно избежать из-за большой площади контактной поверхности и возможных дефектов, возникающих при штамповке деталей с отверстием. Кроме того, большая площадь контактной поверхности трех деталей (крышки, проушины и штока) приводит к увеличению времени, необходимого для образования качественного сварного соединения.

Целью изобретения является интенсификация процесса совместного пластического деформирования в зоне нагрева, а также жесткое закрепление крышки на штоке.

Для достижения указанной цели, центральное отверстие в полусферической крышке выполняют диаметром меньше диаметра штока на 3 мм (под скользящую посадку), а на конце штока амортизатора делают проточку глубиной 3 мм и длиной не более 0,5 диаметра штока, что позволяет при сварке получить объем вытесненного металла, необходимого для жесткой фиксации крышки на штоке и образования равнопрочного соединения. Для образования замкнутого сечения сварного соединения рельефной сварки и с целью интенсификации процесса совместного пластического деформирования в зоне нагрева, на конце проточки штока выполняют фаску под углом 45^o величиной равной толщине стенки штока. После рельефной сварки для повышения усталостной прочности сварного соединения, кольцо и крышку дополнительно соединяют методом сварки плавлением двумя швами, расположенными в симметричных плоскостях, перпендикулярных плоскости кольца и с длиной швов, превышающих наружный диаметр штока на 15-20% Таким образом, проточка выполняет роль упора и фиксирует крышку на штоке во время сварки. Проточенный конец штока выполняет роль рельефа между штоком и кольцом.

Предлагаемый способ сварки давлением поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображены детали амортизатора, подготовленные к сварке, на фиг 2 сварная конструкция, выполненная по предлагаемому способу, на фиг. 3 дополнительное соединение двумя швами кольца и крышки методом сварки плавлением. При этом, 1 кольцо, 2 полусферическая крышка, 3-шток с проточкой 4 и фаской 5, 6 - место контактной рельефной сварки (N 1) штока с проушиной (осаженный металл, поджимающий крышку к штоку во время сварки), N 1 соединение, полученное контактной рельефной сваркой; N 2 соединение, полученное сваркой плавлением.

Шток амортизатора изготавливают из цельнотянутой трубы диаметром 20 мм с толщиной стенки 4 мм из стали 40, с ротационным обжатием концов заготовки, с последующей обработкой по технологии изготовления штока (шлифованием, термообработкой, полировкой и т.д.). Отверстие в крышке, отштампованной из листа толщиной 2,5 мм, выполняют диаметром, равным диаметру штока в области проточки, т.е. 20 мм 3мм 17 мм. Отверстие выполняет роль направляющей между крышкой и штоком. Подготовленные таким образом детали амортизатора устанавливают в приспособлении для сварки и сваривают при следующем режиме: сварочный ток 54000 А, усилие сжатия электродов 12000 Н, время прохождения сварочного тока 16 периодов (0,32 сек).

В результате такого подбора режима сварки и выполнения отверстия в крышке диаметром меньшим, чем диаметр штока амортизатора и равным диаметру проточки штока происходит оплавление конца штока и участка кольца 1, а также поджимание крышки 2 осаженным металлом 6 штока 3. В месте контакта штока с кольцом происходит сварка по кольцевому рельефу (которым является конец штока). Осаженный металл образует замкнутый объем (N 1), в котором обеспечивается формирование сварного соединения необходимого сечения, шток ниже крышки не деформируется.

Предлагаемый способ сварки давлением позволяет использовать всю длину штока при рабочем ходе поршня, т.к. под крышкой не образуется утолщения. В свою очередь, за счет использования всей длины поршня (а не части, как в прототипе) повышаются амортизационные свойства конструкции.

Кроме того, за счет уменьшения площади контакта проточенного конца штока с проушиной интенсифицируется процесс сварки и повышается производительность.

Формула изобретения

1. Способ сварки давлением преимущественно автомобильных амортизаторов, при котором полусферическую крышку амортизатора выполняют с центральным отверстием, по обе стороны от отверстия располагают соответственно шток и кольцо амортизатора и осуществляют их сварку, отличающийся тем, что конец штока со стороны отверстия крышки на длине, равной не более половины диаметра штока, выполняют диаметром, меньшим диаметра штока не более чем на 3 мм и с фаской под углом 45°, отверстие в крышке выполняют диаметром, равным диаметру этого уменьшенного конца штока, который и располагают в этом отверстии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после сварки давлением кольцо и крышку дополнительно соединяют сваркой плавлением двумя швами длиной, превышающей диаметр штока на 15 20% расположенными в симметричных плоскостях, перпендикулярных плоскости кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3