Способ соединения проводов из материалов с различными физико-механическими свойствами

 

Использование: для контактной сварки оплавлением материалов с различными физико-механическими свойствами в различных отраслях промышленности, в частности при изготовлении термопар. Сущность изобретения: при изготовлении термопары, например медь-константан, в плечо термоэлектрода с меньшим удельным электрическим сопротивлением параллельно включают выпрямительный элемент (диод) и переменное сопротивление, что позволяет выравнить электрическое сопротивление в плечах свариваемых термоэлектродов и скорректировать температурный режим сварки. Одновременно при сварке термоэлектродов термопары используют переменное и постоянное напряжение. 1 ил.

Изобретение относится к контактной сварке оплавлением деталей из материалов с различными физико-механическими свойствами и может быть использовано при сварке проводников для изготовления термопар.

Известен способ контактной стыковой сварки [1] при котором между деталью из материала с более низкой температурой плавления и зажимными губками сварочной машины устанавливают прокладки из материала детали с более высокой температурой плавления. При оплавлении в искровом зазоре создают электромагнитное поле путем подключения свариваемых деталей ко вторичному контуру сварочного трансформатора, что обеспечивает повышение качества сварного соединения.

К недостаткам предложенного способа контактной сварки оплавлением следует отнести невозможность использования его при изготовлении термопар, т.е. при сварке тонких проводников (диаметром 0,05 0,2 мм) с различными физико-механическими свойствами.

Известен способ сварки проводов [2] который используется для сварки проводников с одновременными физико-механическими свойствами (температура плавления, удельное сопротивление ток и т.д.), и может быть использован при соединении выводов обмоток электродвигателей. Способ предусматривает предварительное скручивание двух проводников и их оплавление током сварочного трансформатора с последующей осадкой двумя электродами, выполненными в виде пуансона и матрицы. Использование известного способа не обеспечивает качественную сварку двух проводников с различными физико-механическими свойствами (температура плавления, удельное сопротивление тока) при изготовлении термопар.

Известен также способ соединения медного и алюминиевого проводов [3] при котором осуществляют предварительную скрутку проводов так, чтобы конец алюминиевого провода выступал из скрутки на некоторую величину. Конец скрутки в вертикальном положении прижимают к плоскости электрода и пропускают сварочный ток. Сварное соединение осуществляется за счет преимущественного расплавления алюминиевого провода. Расплавленный алюминий охватывает конец скрутки и обеспечивает соединение проводов. Процесс нагрева прекращают после того, когда расплавленный алюминий охватит конец скрутки, а электрод придет в соприкосновение с концом медного провода.

Целью предлагаемого технического решения является создание и разработка способа контактной сварки оплавлением цветных и разнородных металлов, обеспечивающего качественную сварку стыка и используемого при изготовлении термопар из электропроводников малого диаметра (порядка 0,05 0,2 мм), в частности пары: медь-константан.

Предлагаемый способ контактной сварки оплавлением деталей из материалов с различными физико-механическими свойствами отличается от известных способов тем, что к вторичной обмотке сварочного трансформатора подключены сварочный электрод и свариваемые электропроводники термопары (медь-константан), соединенные параллельно. Причем в цепь проводника, имеющего меньшее удельное электрическое сопротивление (медь) последовательно включены выпрямитель (диод) и переменное сопротивление, которые позволяют выравнивать электрическое сопротивление цепей и скорректировать температурный режим спая проводников.

В результате анализа уровня техники, проведенного по патентным и научно-техническим источникам информации, содержащим сведения об аналогах изобретения, не было выявлено решения, характеризующегося признаками, идентичным всем существенным признакам предлагаемого решения.

Результаты анализа дают основание для вывода о соответствии предлагаемого решения критерию "новизна".

Достижение более высокого технического результата при использовании новых признаков предлагаемого технического решения позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения требованию "изобретательский уровень".

Осуществление предлагаемого способа, используемого при изготовлении термопар, например медь-константан, поясняется чертежом.

Берут два проводника из меди 1 и константана 2 одинаковой длины и диаметру, у которых из-за разной величины удельного электрического сопротивления тока, будет разное общее сопротивление тока, протекающему через проводник. Эта разность и будет компенсироваться переменным сопротивлением 3, включенным в цепь проводника с меньшим удельным сопротивлением.

К одному выходу вторичной обмотки сварочного трансформатора 4 подключают подвижный электрод 4, а ко второму свариваемые проводники, из меди и константана 2 располагаемые на неподвижном электроде (не показан).

Свариваемые проводники 1, 2 соединяют между собой параллельно, причем в цепь проводника с меньшим удельным электрическим сопротивлением последовательно включены выпрямитель (диод) 5 и переменное сопротивление 3, которые позволяют выравнивать электрическое сопротивление цепей проводников и скорректировать температурный режим спая.

Проводник, имеющий меньшую температуру плавления, помещают в неагрессивную среду, например трансформаторное масло, играющую роль защитной среды для исключения образования окислов металла в точке спая. Роль защитной среды может выполнять и подача в точку сваривания проводников струи инертного газа или азота.

Свариваемые проводники устанавливают на неподвижный электрод встык или внахлест и фиксируют любым известным техническим решением. Пропуская ток через подвижный электрод, в точке контакта, благодаря плотности тока, происходит интенсивное тепловыделение и местное оплавление концов свариваемых проводников с образованием жидкой перемычки. На жидкую перемычку воздействуют силы поверхностного натяжения и объемные электромагнитные силы (из составляющих переменного и постоянного токов). При кристаллизации в точке расплава образуется качественный спай сферической формы.

Способ предназначен для использования в производстве, в частности при изготовлении термопар.

Формула изобретения

Способ соединения проводов из метериалов с различными физико-механическими свойствами, при котором к одному выводу сварочного трансформатора подключают электрод, а к второму свариваемые провода и осуществляют пропускание сварочного тока, отличающийся тем, что свариваемые провода подключают между собой параллельно, в цепь провода с меньшим удельным электрическим сопротивлением последовательно включают выпрямитель и переменное сопротивление для выравнивания электрического сопротивления цепей проводов, а для соединения проводов используют контактную сварку оплавлением.

РИСУНКИ

Рисунок 1