Способ контактной стыковой сварки давлением



Способ контактной стыковой сварки давлением
Способ контактной стыковой сварки давлением
Способ контактной стыковой сварки давлением
Способ контактной стыковой сварки давлением
Способ контактной стыковой сварки давлением
Способ контактной стыковой сварки давлением
Способ контактной стыковой сварки давлением
Способ контактной стыковой сварки давлением
B23K101/32 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2716923:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к области стыковой контактной сварки давлением и может быть использовано при стыковой сварке металлических прутков. В торцах свариваемых прутков предварительно выполняют глухие цилиндрические отверстия, прижимают прутки по кольцевым контактам сварочным усилием, разогревают металл прутков до пластического состояния сварочным током и осаживают. Установленные на прутках в месте стыка полухомуты ограничивают пластическую деформацию в направлении от оси прутков. Режим стыковой сварки выбирают из условия полного заполнения полостей отверстий разогретым металлом. Рекомендуемые сечения отверстий выбирают равными 0,5…0,6 сечений прутков, глубину - 0,15…0,20 диаметров прутков. Применение способа сварки позволяет сформировать высокопрочное сварное соединение прутков без образования в зоне стыка наружного наплыва. 2 ил.

 

Изобретение относится к области стыковой контактной сварки давлением и может применяться при сварке металлических прутков встык.

Известен способ контактной стыковой сварки давлением, при котором свариваемые прутки прижимают друг к другу торцами сварочным усилием, пропускают через стык сварочный ток, металл прутков в зоне стыка разогревают до пластического состояния и осаживают [1].

Недостатком известного способа является наличие наружного наплыва в зоне стыка прутков, образующегося при пластической деформации свариваемых металлов. При этом степень пластической деформации в стыке прутков оказывается недостаточной для обеспечения необходимой прочности формируемого в твердой фазе сварного соединения.

Цель предлагаемого технического решения - сформировать прочное сварное соединение без наружного наплыва.

Указанный технический эффект достигается тем, что предварительно в прутках со стороны их свариваемых торцов выполняют глухие цилиндрические отверстия, поперечные сечения последних выбирают равными 0,5…0,6 сечений прутков, глубину 0,15…0,20 диаметров прутков; перед сваркой на прутках с малым зазором стяжными болтами устанавливают полухомуты, ограничивающие пластическую деформацию в направлении от оси прутков, а технологический режим сварки выбирают из условия полного закрытия полостей в свариваемых изделиях.

На фиг. 1 приведена схема стыковой сварки прутков; на фиг. 2 - сечение А-А, выполненное по стыку прутков.

В торцах 1 прутков 2 диаметром D выполнены глухие цилиндрические отверстия 3 диаметром d и глубиной h. Прутки, прижатые друг к другу со сварочным усилием F, образуют кольцевой контакт 4. На прутках установлены полухомуты 5, стянутые болтами 6. С применением электродов 7 между прутками формируют сварной шов 8.

Суть технического решения заключается в следующем. Перед сваркой в торцах 1 прутков 2 сверлят глухие цилиндрические отверстия 3. На прутках 2 в районе кольцевого контакта 4 с малым зазором посредством болтов 6 устанавливают полухомуты 5. Между электродами 7 пропускают сварочный ток, разогревают металл прутков 2 в районе кольцевого контакта 4 до пластического состояния и осаживают усилием F. Перемещение горячего металла в направлении от осей прутков 2 ограничивают полухомутами 5, вследствие чего наплыв в зоне стыка прутков 2 не образуется. Разогретый до пластического состояния металл прутков 2 перемещается в отверстия 3 и заполняет их объем.

Экспериментально установлено, что прочное сварное соединение в твердой фазе, близкое к прочности свариваемого металла, образуется в том случае, когда сечения отверстий в торцах прутков сечении равны 0,5…0,6 сечений прутков. При меньших диаметрах отверстий и больших площадях контактов возникают трудности разогрева металла прутков до пластического состояния. При сечениях отверстий больше указанных значений из-за повышенной плотности тока возможен перегрев, плавление и выплески свариваемого металла.

Установлено также, что полости глухих отверстий полностью заплавляются при их глубине 0,15…0,20 диаметров прутков.

Определенные экспериментально рациональные геометрические параметры отверстий в торцах прутков подтверждаются также расчетом.

Общеизвестно, что прочность сварного соединения в твердой фазе зависит от степени пластической деформации металла в сварном стыке. Происходящее относительное движение находящегося в пластическом состоянии металла по сварному стыку в сочетании со сварочным усилием приводит к разрушению и удалению плотных оксидных пленок, являющихся препятствием для образования металлических связей соединяемых поверхностей.

Относительную деформацию в плоскости стыка при полном заплавлении полостей в свариваемом изделии вычисляют следующим образом. По обусловленному отношению поперечных сечений отверстий и прутков определяют отношения их диаметров α:

Определяют начальные A0 и конечные А (после осадки) площади контактов:

Изменения площадей контактов равны ΔА=А-А0=π⋅D2⋅α2/4. Таким образом, относительная пластическая деформация в плоскости стыка εст при рекомендуемых значениях α равна

Объем V0 пластически деформируемого металла прутка равен

После полной осадки деформированный металл принимает форму цилиндра диаметром D и высотой δ, при этом:

Осевая относительная пластическая деформация металла εОС при рекомендуемых значениях α равна:

Выполненные расчеты показали высокие значения относительных пластических деформаций металла в зоне стыка, достаточные для прочности приварки, равной или близкой к прочности на разрыв металла прутков.

Пример осуществления способа. Сваривали прутки из стали 45 ГОСТ 1050-88 диаметром D=36 мм, в торцах которых были выполнены цилиндрические глухие отверстия диаметром d=26 мм глубиной h=7 мм. Поверх стыка с зазором 0,5 мм установили полухомуты. Сварочное усилие F составило 7,5 кН, сварочный ток равен 30 кА, продолжительность приварки была равна 2 с. После приварки наружный наплыв в зоне стыка прутков практически отсутствовал. Методом разрушающего контроля определили прочность приварки прутков σ=390 МПа. Полость в стыке прутков оказалась полностью заплавленной.

Таким образом, применяя данный способ, можно сформировать высокопрочное сварное соединение прутков без образования в зоне стыка наружного наплыва.

Источник информации:

Гуляев А.И. Технология и оборудование контактной сварки. Машиностроение, 1988. С. 32.

Способ контактной стыковой сварки давлением прутков, при котором свариваемые прутки прижимают друг к другу торцами сварочным усилием и пропускают через стык сварочный ток, при этом металл прутков в зоне стыка разогревают до пластического состояния и осаживают, отличающийся тем, что в прутках со стороны их свариваемых торцов предварительно выполняют глухие цилиндрические отверстия, поперечные сечения последних выбирают равными 0,5…0,6 сечений прутков, а глубину – 0,15…0,20 диаметров прутков, при этом перед сваркой на прутках с малым зазором стяжными болтами устанавливают полухомуты, ограничивающие пластическую деформацию в направлении от оси прутков, а технологический режим сварки выбирают из условия полного закрытия полостей в свариваемых изделиях.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции сварных соединений трубопроводов агрессивных сред. Узел сварного соединения трубопровода содержит сварной шов, выполненный ручной и/или автоматической сваркой и имеющий площадь нормального сечения больше площади нормального сечения труб, металлические трубы с защитным покрытием на внутренней поверхности и размещенную внутри труб втулку с коническими участками на концах и с защитным покрытием на внутренней поверхности, термоизоляционный материал, закрепленный с наружной стороны цилиндрической части втулки, поверх которого закреплено не менее одного Г-образного упора, кольцевые резиновые уплотнения на каждом конце втулки, привулканизованные к наружной поверхности втулки с ее внешней стороны и образующие с коническими участками втулки отдельную полость.

Изобретение относится к способу соединения коллекторов радиатора с трубками вертикальных колонок. В стенках трубчатых коллекторов выполняют отверстия с расположенными вокруг них воротничками.

Изобретение может быть использовано для измерения температуры и градиента температур в процессе стыковой контактной сварки оплавлением профилей различного сечения из алюминиевых сплавов.
Изобретение может быть использовано при сооружении трубопроводов с применением труб малого и среднего диаметра, для сварки деталей со сплошным и развитым сечением, а также для соединения деталей в тавр.

Изобретение относится к изготовлению кольца подшипника. Для упрощения изготовления колец подшипника, повышения твердости, износостойкости, усталостной прочности способ включает стадию формирования кольца подшипника по меньшей мере из одной стальной полосы, имеющей концы, в по меньшей мере один кольцевой сегмент и стадию стыковой сварки оплавлением концов указанного по меньшей мере одного кольцевого сегмента для изготовления кольца.

Изобретение может быть использовано для получения сварных соединений разнородных электропроводных материалов, например, для соединения выводов электрохимической защиты с металлическими трубопроводами для обеспечения их защиты от коррозии.

Изобретения могут быть использованы для соединения проводящих металлических элементов. Проводят этап предварительного скользящего перемещения пары соединяемых элементов относительно друг друга без резистивного нагрева.

Изобретение может быть использовано для получения трубы методом электрического сопротивления. Перемещаемую металлическую полосу сгибают формующими роликами до получения цилиндрической формы так, что оба ее конца в направлении ширины металлической полосы обращены друг к другу.

Изобретение относится к способу изготовления трубчатых радиаторов и сварочному устройству. Способ заключается в том, что по меньшей мере один патрубок (31) одной головной части (3, 4) и по меньшей мере одну трубу (5) радиаторов (2), состоящих из головных частей (3, 4), содержащих патрубки (31), и располагаемых между ними труб (5), позиционируют в устройстве для контактной сварки.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к оборудованию для контактно-стыковой сварки сопротивлением, и может быть использовано для герметизации стержневых тепловыделяющих элементов (твэлов) ядерных реакторов с металлическими оболочками.

Изобретение предназначено для стыковой сварки оплавлением обыкновенного звена швартовной цепи класса R6. В способе используют сварочную машину с четырьмя электродами Осуществляют предварительный нагрев с прерывистым оплавлением и затем стабильный непрерывный процесс оплавления.

Способ относится к сварке трением с перемешиванием алюминиевых конструкций. Используют инструмент с пином, длиной 4,5…4,9 мм, выполненным в виде цилиндрической поверхности и сферической поверхности на торце пина, радиус которой соответствует 0,7-0,8 диаметра цилиндрической поверхности.

Изобретение относится к сварочному аппарату. Аппарат содержит корпус (4), двигатель, приводной механизм (8) и U-образное тело вращения (7).

Изобретение может быть использовано при сварке трением с перемешиванием термоупрочнямых алюминиевых сплавов, в частности 2ххх, 6ххх, 7ххх. После досварочной термической обработки Т6 осуществляют сварку трением с перемешиванием при частоте вращения инструмента от 1000 до 2500 об/мин и скорости сварки от 600 до 1500 мм/мин.

Изобретение относится к способу электронно-лучевой сварки кольцевого соединения тонкостенных конструкций из высокопрочных алюминиевых сплавов и может быть использовано для изготовления легких конструкций с высокими требованиями по прочности и герметичности.

Изобретение может быть использовано при изготовлении фильтрующих и теплообменных элементов из проволочного материала, в частности при соединении пайкой детали из медного проволочного материала с деталью из меди.

Изобретение может быть использовано для получения сваркой трением соединения трубчатых деталей бурильного замка – ниппеля и муфты с трубой. Устанавливают деталь замка и трубу в упор торцами.

Изобретение относится к способу подготовки листового металла c предварительно нанесенным покрытием для его сварки с другим листовым металлом с предварительно нанесенным покрытием, листовому металлу и способу изготовления сварной заготовки.
Изобретение может быть использовано при нанесении жаростойких и износостойких слоев на детали из титана или титановых сплавов, работающих при повышенных температурах и в условиях абразивного износа.

Изобретение предназначено для орбитальной обработки неповоротных стыков труб, в частности сварки, резки, обработки кромок, зачистки. Гибкая составная каретка состоит из по меньшей мере двух шарнирно соединенных составных частей, соединенных друг с другом последовательно в одном порядке.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к припоям на основе никеля, и может быть использовано для высокотемпературной пайки компонентов из супераустенитной нержавеющей стали, работающих в хлоридных средах. Припой на основе никеля для высокотемпературной пайки состои из, мас.%: Cr 25-35, Fe 7-15, Si 3-8, Mo 5-10, неизбежные примеси макс. 1, из которых C составляет менее 0,05, остальное - Ni. Способ высокотемпературной пайки изделия, содержащего по меньшей мере две детали из нержавеющей стали, включающий нанесение припоя на по меньшей мере одну деталь из нержавеющей стали и, при необходимости, сборку деталей из нержавеющей стали в изделие, нагрев изделия до температуры пайки выше температуры ликвидуса припоя, по меньшей мере выше 1200°С, выдержку детали(ей) при температуре пайки до полного окончания пайки, охлаждение паяных деталей до температуры ниже температуры солидуса паяного соединения, принудительное охлаждение паяных деталей от температуры по меньшей мере 1050°С до 600°С со скоростью охлаждения по меньшей мере 2°С/с инертным охлаждающим газом под давлением по меньшей мере 10 бар и извлечение изделия. Температура солидус твердого припоя должна находиться в диапазоне от 1140°С до 1240°С. Твердый припой пригоден для изготовления каталитических конвертеров и теплообменников. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области стыковой контактной сварки давлением и может быть использовано при стыковой сварке металлических прутков. В торцах свариваемых прутков предварительно выполняют глухие цилиндрические отверстия, прижимают прутки по кольцевым контактам сварочным усилием, разогревают металл прутков до пластического состояния сварочным током и осаживают. Установленные на прутках в месте стыка полухомуты ограничивают пластическую деформацию в направлении от оси прутков. Режим стыковой сварки выбирают из условия полного заполнения полостей отверстий разогретым металлом. Рекомендуемые сечения отверстий выбирают равными 0,5…0,6 сечений прутков, глубину - 0,15…0,20 диаметров прутков. Применение способа сварки позволяет сформировать высокопрочное сварное соединение прутков без образования в зоне стыка наружного наплыва. 2 ил.

Наверх