Установка для диффузионной сварки

 

УСТАНСЖКА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ, содержащая вакуумную камеру, нагреватель, нагрузочный шток, устройство знакопеременных нагрузок, систему управления, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью уменьшения температуры, времени сварки и снижения сварочного усилия, система управления содержит датчик температуры , блок переключения режимов работы , два автоматических регулятора с программными задатчиками частоты знакопеременных колебаний, генератор знакопеременных колебаний, причем датчик температуры непосредственно связан с нагревателем, а выход гальванически соединен с входом блока переключения режимов работы, выходы которого через соответствуквдие автоматические регуляторы и генёра- . тор знакопеременных колебаний соеди-, СО нены с устройством знакопеременных С нагрузок. . О ел

CQO3 СОН ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) В 23 К 20 04. (21) 3380067/25-27. (22) 08.01 .82 (46 ) 07. 05.83. Бюл. 9 17 (72) В.И .. Беляков, О.H ° Крюков, . Н.Ф. Казаков и A.Â. Сергеев (71) Московский авиационный техноло-. гический институт им. К.Э. Циалков-: ского (53) 621 791.75.037 (088.8) (56) 1. Казаков Н.Ф. ДифФузионная сварка материалов ° М., Машиностроение, 1976, с. 89-95.

2. Авторское свидетельствО СССР .Р 156403р кл. В 23.К 31/04,29 ° 03.61 (прототип) . (54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ДИФФУЗИОННОЙ

СВАРКИ, содержащая вакуумную камеру, нагреватель, нагрузочный шток, уст„„SU „„1016.115 A ройство знакопеременных нагрузок, систему управления, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью умень.шения температуры, времени сварки и снижения сварочного усилия, система управления содержит датчйк температуры, блок переключения режимов ра" боты, два автоматических регулятора с программными задатчиками частоты знакопеременных колебаний, генератор знакопеременных колебаний, причем датчик температуры непосредственно связан с нагревателем, а выход его гальванически соединен с входом блока переключения режимов работы, выходы которого через соответствующие автоматические регуляторы и генера", тор знакопеременных колебаний соеди-, р иены с устройством знакопеременных нагрузок.

101б115

Целью изобретения является уменьшение теМпературы, времени сварки и снижение сварочного усилия.

Поставленная цель достигается

-,ем, что установка для диффузионной сварки содержит вакуумную камеру, нагреватель, нагрузочный шток, устройство энакопеременных нагрузок, систему управления, содержащую датчик температуры, блок переключения режимов работы, два автоматических регулятора с программными задатчиками частоты энакопеременных колебаний, генератор энакопеременных колебаний, причем датчик температуры непосредственно связан с нагревателем, а выход его гальванически соединен со входом блока переключения режимов работы, выходы которого че50

Изобретение относится к сварке, в частности к установкам диффуэион-t ной сварки в вакууме или среде защитных газов.

Известны установки для диффузионной сварки, содержащие вакуумную 5 камеру, нагреватель и устройство для сжатия деталей, в которых свариваемые детали нагревают до температуры ниже температуры расплавления при постоянной или циклически изменяющейся нагрузке К .

Недостатками установок являются большая длительность процесса диффузионного соединения свариваемых материалов и необходимость применения15 больших сварочных усилий для деформации микронеровностей поверхностей и формирования физического контакта поверхностей свариваемых деталей, что приводит к нарушению стабильности качества сварного соединения в связи со структурной неоднородностью материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является установка, содержащая вакуумную камеру, шток для передачи сварочного усилия, нагреватель и устройство знакопеременных (ультразвуковых) нагрузок L2j .

Однако эффект воздействия ультра- 30 звуковых колебаний (знакопеременных нагрузок с частотой 20 кГц) на различные материалы соединяемых деталей на разных стадиях нагрева и сварки (стадии механического и физического контакта) неоднороден, Особенно слабое влияние на интенсификацию процесса сварки ультразвуковые колебания оказывают в стадии механического контакта деталей, когда осуществля- 40 ется деформация и смятие микронеровностей поверхностей свариваемых деталей, и лишь при достижении физического контакта между ними эффект воздействия ультразвуковых колебаний значителен.

45 рез соответствующие автоматические регуляторы и генератор знакопеременных колебаний соединены с устройством знакопеременных нагрузок.

На фиг.1 представлена структурная схема установки для диффузионной сварки, содержащая генератор энакопеременных колебаний с частотой, изменяемой в зависимости от температуры нагрева свариваемых деталей, и систему автоматического управления частотой энакопеременных нагрузок, в качестве первичного преобразователя которой установлен датчик температуры; на фиг.2 — схема наложения знакопеременной нагрузки на постоянное по величине сварочное усилие Р при котором во время нагрева свариваемых материалов до температуры сварки в период деформации и смятия микровыступов знакопере- менную нагрузку изменяют во времени с увеличением частоты в диапазоне низких частот, например 10 — 10 Гц, о з в зависимости от температуры нагрева, а при температуре сварки в период физическ ого контакта св арив аемых поверхностей — в диапазоне высоких (сверхвысоких) частот, например 10 — 10 Гц, в функции времени, Установка содержит вакуумную камеру. 1, в которой размещены свариваемые детали 2, нагреватель 3, нагрузочный шток 4 для передачи усилия на свариваемые детали, устройство знакопеременных нагрузок 5, например магнитострикционный преобразователь с концентратором колебаний, генератор энакопеременных колебаний б с изменяемой частотой, например мультивибратор, а также систему автоматического управления частотой знакопеременных нагрузок, содержащую датчик температуры 7, например термопару, блок переключения режимов работы 8, автоматический регулятор 9 частоты знакопеременных колебаний в зависимости от температуры нагрева деталей с программным эадатчиком 10, автоматический регулятор 11 частоты знакопеременных колебаний в функции времени с программным задатчиком 12.

Установка работает следующим образом.

Детали 2, расположенные в вакуумной камере 1, сваривают путем их нагрева от нагревателя 3 в соответствии с технологическим режимом сварки. Необходимое сварочное усилие на детали передают через шток 4. Одновременно со сварочным усилием на детали с помощью устройства знакопеременных нагрузок 5 накладывают энакопеременную нагрузку с частотой, изменяемой автоматическими регуляторами

9 и 10 в зависимости от измеренной датчиком 7 температуры свариваемых деталей.

1016115

> сЮ

Ъ, Ь ф ь

9=f(T) ) 9=/(T)

I !

ВремЯ

-р Я филиал ППП "Патент", В емЯ

Ф г.ужгород,ул.Проектная,4

В период нагрева деталей до температуры сварки Т3 регулирование частоты знакопеременных нагрузок устройства 5 осуществляется путем автоматического управления частотой знакопеременных:колебаний в генерато- 5. ре б автоматическим регулятором 9, первичным преобразователем которого является датчик температуры 7 нагрева свариваемых деталей. Программа изменения частоты знакопеременных 10 нагрузок задается эадатчиком 10 в зависимости от температуры Т нагрева свариваемых деталей, т.е. у = f(Т) °

При температуре нагрева деталей, равной температуре сварки Тс8, изменение частоты знакопеременных нагрузок устройства 5 осуществляется путем автоматического регулирования частоты энакопеременных колебаний в генераторе б автоматическим регулятором

11. Программа йзменения частоты знакопеременных нагрузок при этом задаежся задатчиком 12 в функции времени (., т.е. 0 = f(3) .

Переключение автоматических регуляторов 9 и 11 в режим Работа

Осуществляется блоком переключения

8 в зависимости от температуры нагрева свариваемых деталей:.при нагреве.деталей до температуры сварки Т ЗО блок 8 включает регулятор 9 (регулятор 11 отключен); при температуре нагрева, равной температуре сварки

TQ, блок 8 включает регулятор 11 и отключает регулятор 9.

Изменение частоты знакопеременйых нагрузок может быть осуществлено, например, по режиму, указанному на графиках (фиг.2) . На установке одновременно со сварочным усилием, постоянным по величине или иэменяемЫм циклично или по Заданной программе, на свариваемые детали накладывают знакопеременную нагрузку, изменяющуюся по частоте (например, в диапазоне 10 — 10 Гц) и (или) .амплитуде.

При этом изменение частоты (амплитуды) знакопеременной нагрузки осуществляют в зависимости от температуры нагрева свариваемых деталей.

При наложении на сварочное усилие энакопеременной нагрузки с частотой, изменяемой в зависимости от температуры нагрева- свариваемых деталей, процесс сварки по сравнению с базовой установкой для диффузионной сварки СДВУ-40М интенсифицируется эа счет ускорения деформации и смятия микронеровностей, а .также диффузионных процессов, снижается на 25-30% величина необходимого сварочного усилия н на 8-10% температура сварки, время сварки деталей сокращается на 20-30%.

Таким образом, использование изобретения позволяет значительно интенсифицировать процесс диффузион ного соединения материалов .

НИИПИ Заказ 3283/14 ираж 1106 Подписное