Способ соединения металлов

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АетОРСКОИу свИ ВЯльству

Союз Соеетскнх

Соцналистических

Республик

<п>859084 (6() Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1б.1178 (21} 26893б9/25-27

@1 М (л Э с присоединением з.а явим М.

В 23 K 25/00

Государстееииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опублнковано 300881. Бюллетень Н9 32

Дата опубликования описания 300881 (H) УЖ 621..791 .793.037(088.&) !

А.Н.Сафонников и A.Â.Антоноф.

:-

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного институт электросварки им. Е.О.Патона AH ССС (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к сварочной технике, преимущественно к электрошлаковой сварке пластинчатыми электродами, и может быть использовано при изготовлении сварных контактных узлов алюминиевых шинопроводов, необходимых при электролитическом получении металлов и газов, периодически подвергающихся монтажу и демонтажу.

В современной металлургической промышленности, в частности в цветной металлургии, химической и электротехнической, используются алюминиевые шинопроводы, контактные соединения которых выполняют электрошлаковой f5 сваркой t1J .

Однако этот способ не позволяет обеспечить качественные сварные соединения после мног-кратного разъединения швов. Разъединение производится 20 путем резки выплавки угольной дугой кон-. тактного шва, что сопровождается ухудшением поверхности шивы и усложнением последующего соединения по поверхности контакта, Это обусловлено тем, что при выплавке шва подплавляется поверхность шины.

Наиболее близким к предлагаемому является способ соединения металлов посредством присадочного соединитель- 30 ного металла эвтектического состава, температуру плавления которого задают ниже температуры плавления соединяемых элементов (23.

Недостатками известного способа являются низкая производительность и высокая стоимость при получении соединений крупногабаритных изделий, например элементов ошиновки электролизеров.

1(ель изобретения - повышение производительности и снижение стоимости получения соединений крупно габаритных элементов, облегчение разъединения узлов ошиновки электролизеров при демонтаже.

Поставленная цель достигается тем, что для получения эвтектического состава соединительного металла производят совместное электрошлакоиое расплавление металла кромок соединяе» ьаях элементов и присадочного материала с легирующими компонентами, прячем количество легирующих компонентов в присадочном материале определяют (1)

1008 - СВ,Э„; (6 -4,)- э„

859084 где С„ -количество легирующего компонента, г;

G„ -количество присадочного металла, г; — ширина rosa; — ширина зазора;

Э -процентное содержание легирующего компонента в эвтектическом составе; .Эм -процентное содержание легирующего компонента в основном металле.

С целью равномерного введения легирующих компонентов в сварочную ванну при использовании плавящегося электрода, указанные легирующие компоненты предварительно вводят в состав электрода в количестве, .выбранном по формуле в., «Я В

Л.К. Ц ЭВТ Ь

20 где Э вЂ” процентное содержание легиЛ.К рующего компонента в сварочном электроде.

Остальные обозначения те же, что для предыдущей формулы.

Долю участия .основного металла в металле шва выбирают по формуле

Йи-А

g=- — (aj а содержание легируюшего элемента в шве по формуле 50 (Э3„,=3-(Э)„+(-Я)Е93пз, (4> — доля участия основного металла в металле шва; — доля участия электродного металла в металле шва; где Э.

1- у

При соединении алюминиевых шинопроводов применяют электрод из алюминия с дополнительным легированием его g() кремнием, цинком и др. элементами, образующими с алюминием механическую смесь либо твердый раствор, причем режим сварки выбирают таким образом, чтобы доля участия основного металла щ в металле шва обеспечивала эвтектический химический состав металла шва, отвечающий эвтектике в системе Al Si,AI-Zn,А!-Mg,и.др.с температурой., плавления ниже температуры плавле ния алюминия. ао

Е= ь ЕЭ1мЯ у содержание легирующего элемента соотвественно .в металле шва, основном металле и пластинчатом элек1 ° троде1

- ширина шва; — ширина зазора.

Требуемое количество легирующих компонентов, вводимых в сварочную ванну, определяют по формулам, выве денным из уравнений (1) и (4).

Создание сварного соединения в контактных узлах ошиновки с темпера турой плавления шва ниже температуры плавления алюминия 660 С позволяет при ее демонтаже производить разъединение указанных узлов путем выплавки косвенным нагревом.

Пример . Производят сварку образцов шин из алюминия толщиной

70 мм. В качестве электродного материала применяют пластинчатый электрод из сплава алюминия с кремнием, состава: АВ 78-80% и 81 20-223. Стыки собирают с зазором 40 мм. Доля участия основного металла в металле шва составляет 50-558. По химическому составу металл шва представляет собой эвтектическую смесь в системе, Al-Si. Содержание Si 11.-123, а температура плавления не превышает

580 С. При демонтаже контактного соединения с этим швом на ошиновке не остается следов подплавления поверхностей, Выплавку шва осуществляют термическим кондуктором при 620 -630"С.

Предлагаемый способ электрошлако,вой сварки характеризуется данными, приведенными в таблице. использование предлагаемого способа электрошлаковой сварки контактных соединений ошиновки из алюминия . обеспечивает возможность получения высококачественных сварных контактных соединений, легко поддающихся демонтажу за счет создания металла шва с температурой. плавления, ниже температуры плавления алюминияу надежный провар на достаточйую глубину, что особенно важно в начале процесса сварки, за счет иовышения температуры плавления электрода но сравнению со свариваемым металлом; минимальное контактное сопротивление, что особенно важно при сильноточной ошиновке, за счет однородного металла rosa,,, выполненного в один проход; эконо1 мию металла шин эа счет выполнения стыковых соединений вместо нахлесточных.

859 0 -84

Температу ра полного расплавления электрода, оС

Для меалла, ва, С

Электродный материал.

Способ

Примечание оля уча тия осовного еталла в шве, %

Известный 660 (50

Алюминия 660

Кромки после разъединения имеют первичную поверх-.ность неровную

Кромки после разъединения ровные

Система

АС+легирующий

Si, Cu, элемент

Rn, Ng и др.

Предлагае.Мый

380578

800"

1400

30-70 формула изобретения

l. Способ соединения металлов, преимущественно алюминиевых элементов ошиновки электролизеров, посредством присадочного соединительного металла эвтектического состава, температуру плавления которого задают ниже температуры плавления соединяемых элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения стоимости получения соединений крупногабаритных элементов и облегчения разъединения узлов ошинонки. электролизеров при демонтаже, для получения эвтектического состава соединительного металла производят 40 совместное электрошлаковое раснлавление металла кромок соединяемых элементов и присадочного материала с легирующими компонентами, причем количество легирующих компонентов в присадочном материале определяют по формуле

3 =h Э . л.». в т >, "м где Э„„- процентное содержание, легирующего компонента в сварочном электроде1

bù - ширина швар

b — ширина зазора;

Э - процентное содержание легирующего компонента в эвтектическом составеg

Эм - процентное содержание леги50 рующего компонента в основном металле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хренов К.К. Сварка, резка и

55 пайка металлов. М, Машиностроение

1973, с. 177.

2. Там же, с. 343.. 1 п.м шЪ т < В).9м3 лх. ооь-(Ъ э -(ъ„;ъ >э„

re G„.»

П.М

bn

ВНИИПИ Закаэ 7421/25 Тираж 1148 Подписное

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 количество легирующего ком" понента, г; количество присадочного металла, r; ширина шва; ширина зазора, Э - процентное содержание легирующего компонента в эвтектическом составе;

Э„ - процентное содержание легирующего компонента в основном металле.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью равномерного введения лигирующих компонентов в сварочную ванну при использовании плавящегося электрода, указанные легирующие компоненты предварительно вводят в состав электрода в количестве, выбранном по формуле (2)