Способ получения сварных соединений
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, преимущественно деталей из алюминиевых и магниевых сплавов толщиной 1-3 мм, при котором осуществляют конденсаторную точечную сварку и последующее пластическое деформирование полученного литого ядра путем приложения ковочного усилия, отличающийся тем, что, с целью исключения образования раковин , пористости, трещин в литом ядре и повышения прочности точечных соединений, ковочное усилие прикладывают через 0,06- 0,07 с после выключения сварочного тока.
СОКИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4(5D В 23 К 11 10
F, I
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3617051/25-27 (22) 08.07.83 (46) 15.03.85. Бюл. № 10 (72) А. А. Чакалев, О. Г. Юрин, Б. Д. Орлов, М. Д. Серегин, С. Н. Козловский, В. В. Синицын и В. И. Лексиков (71) Московский авиационный технологический институт им. К. Э. Циолковского (53) 621.791.763.1 (088.8) (56) 1 . Орлов Б. Д. и др. Технология и оборудование контактной сварки. М., «Машиностроение», 1975, с. 53.
SU 1144821 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИИ, преимущественно деталей из алюминиевых и магниевых сплавов толщиной 1 — 3 мм, при котором осуществляют конденсаторную точечную сварку и последующее пластическое деформирование полученного литого ядра путем приложения ковочного усилия, отличающийся тем, что, с целью исключения образования раковин, пористости, трещин в литом ядре и повышения прочности точечных соединений, ковочное усилие прикладывают через 0,06—
0,07 с после выключения сварочного тока.
1144821
Изобретение относится к контактной точечной сварке на конденсаторных машинах, в частности к способам сварки с применением ковочного усилия, и может найти применение в различных отраслях машиностроения.
Известен способ контактной точечной сварки на конденсаторных машинах без применения ковочного усилия (1) .
Однако при сварке алюминиевых и магниевых сплавов этот способ имеет ряд существенных недостатков, таких как высокая концентрация пор, раковин и трещин в литом ядре.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности по достигаемому эффекту является способ контактной точечной сварки алюминиевых и магниевых сплавов на кон11енсаторных машинах (типа МТК) с применением ковочного усилия, при котором с целью предотвращения образования дефектов ядра типа несплошностей (трещин, раковин, пористости) в процессе кристаллизации металла резко увеличивают усилие на электродах (2).
Однако из-за отсутствия сигнала с системы управления на отключение тока на указанных машинах команда на включение ковочного усилия подается в момент подключения конденсаторов к разрядному контуру, а время приложения этого усилия возрастает пропорционально толщине деталей и не связано с реальными условиями кристаллизации и напряженным состоянием охлаждающегося металла ядра. Подобный способ конденсаторной сварки, например алюминиевых и магниевых сплавов толщиной 1 — 4 мм не может обеспечить точного. приложения ковочного усилия (Г о ) и получения качественных соединений без трещин и несплошностей, а также выплесков, характерных для слишком раннего приложения
Гков.
Появление этих дефектов связано со своеобразием импульса тока на конденсаторных машинах. В связи с малыми значениями тока точность отсчета времени t л с начала импульса тока оказывается недостаточной (всего около 0,02 с), а вероятные колебания условий кристаллизации, например при изменении электрических характеристик разрядного контура машины, не могут быть учтены при существующих системах запуска ковочного усилия в момент включения тока.
Цель изобретения — повышение качества сварки путем исключения образования раковин, трещин и пористости в литом ядре и повышения прочности точечных соединений.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сварных соединений, преимущественно деталей из алюминиевых и магниевых сплавов толщиной 1—
3 мм, при котором осуществляют конденсаторную точечную сварку и последующее пластическое деформирование полученного литого ядра путем приложения ковочного усилия, ковочное усилие прикладывают через 0,06 — 0,07 с после выключения сварочного тока.
На фиг. 1 представлены параметры цикла сварки и проковки на конденсаторных машинах; на фиг. 2 — характер изменения температуры в центре ядра при сварке деталей толщиной 1,5+1,5 мм (Т) и 3+3 мм (Т); на фиг. 3 — характеристика цикла нагрева и охлаждения при точечной сварке сплава
АМг6 толщиной 1 — 3 мм на конденсаторной машине.
Установлено, что для данного металла и определенном времени достижения током максимального значения t, изменяющегося в зависимости от толщины деталей в соответствии с соотношением Ь = 1< 6" (где д— толщина деталей; k< и и — коэффициенты, равные соответственно 0,015 — 0,02 .1/мм и
20 0,75 — 1,0) время достижения ковочным усилием максимального значения t остается постоянным. Например, для точечной сварки алюминиевых и магниевых сплавов оно составляет 0,06 — 0,07 с.
Сохранение постоянства времени прило25 жения ковочного усилия (до достижения им установленного значения) в определенном диапазоне толщин свариваемых деталей (1 — 3 мм) связано со следующими причинами.
С ростом толщины и соответствующем увеличении t сокращается время начала охлаждения t. по отношению к t (фиг. 2).
По мере увеличения толщины свариваемых деталей заметно снижается скорость кристаллизации и охлаждение.
35 Например, расчеты температурных полей на ЭВМ и результаты осциллографирования перемещения электродов показывают, что при сварке сплава AMr6 толщиной 1,0+
+1,0 мм t, =0,045 с (tN — — 0,02 с) При уве40 личении толщины деталей до 3,0+3,0 мм (t =0,06 с) to сократилось до 0,005 с.
Время же кристаллизации (t 45 вя -г — т .> 1 з. где Ä— температура ликвидуса; 1; температура солидуса; температура в контакте электрод— деталь; — скрытая теплота плавления; 50 Cð — весовая теплоемкость; у — удельный вес; я — теплопроводность свариваемого ме талл а. Однако суммарное время t<= t. +- 1 р при этом остается постоянным вне зависимости 55 от толщины свариваемых деталеи, например 0,06 — 0,07 с для алюминиевых и магниевых сплавов (фиг. 3). 1144821 Толщина Время начала прило- Результаты контроля качества деталей, жения Р,» It »...с соединений 0,04 Вмятины, зазоры — выше нормы То же 1, 5+1,5 0,05 0,06 Дефектов нет 0,07 То же 0,08 Раковины, трещины в ядре 0,04 Выплеск, вмятины, зазоры — выше нормы 2,0+2,0 Вмятины, зазоры — выше нормы Дефектов нет То же Раковины, трещины в ядре 0,05 0,06 0,07 0,08 0,04 Выплески зазоры, вмятины — выше нормы 3,0+3,0 0,05 Вмятины, зазоры выше нормы Дефектов нет То же Pаковины, трещины в ядре 0,06 0,07 0,08 При сварке на существующих конденсаторных машинах (МГК-5001 или МТК-6301) команда на включение ковочного усилия должна подаваться раньше времени t. (например, во время t» фиг. 3) с учетом постоянной времени срабатывания клапана и выброса воздуха, что составляет для указанного типа машин приблизительно 0,02 с. Таким образом, время включения клапана по отношению к t» при точечной сварке алюминиевых и магниевых сплавов составит 0,04 — 0,05 с. Как показали расчеты, t. и 1»р при сварке большинства других конструкционных металлов, например низкоуглеродистых сталей, также сохраняется постоянным, однако оно изменяется (увеличивается) в соответствии с соотношением cs Х 1ТЛ-Т»ОВ) Проверка указанного способа сварки показывает, что он обеспечивает получение В результате сравнительных механических испытаний макетных сварных соединений в условиях замедленного и циклического нагружений было установлено, что испольна конденсаторных машинах соединений без трещин и раковин. Для проверки порогового эффекта времени приложения ковочного усилия t»ffs = =0,06 — 0,07 с проводился анализ качества соединений, полученных на модернизированной сварочной машине МТК 75. Качество устанавливалось путем сравнения рентгенограмм и макрошлифов сварных соединений и сопоставления результатов с требованиями государственного и отраслевых стандартов (ГОСТ 15878-70, ОСТ 92 1144-74, ПИ 85-75). Оценивалось наличие и размеры внутренних дефектов и отклонение размеров вмятин от электродов и зазоров от рекомендуемых зна15 Качество сварных соединений сплавов АМг6, Д16, МА2-1 в зависимости от времени начала приложения ковочного усилия t»01 представлены в таблице. зование предлагаемого способа сварки позволяет на 40% повысить работоспособность соединений по сравнению с базовой технологией. 1144821 Т, I Риг. 0,06 Я Рмтк Составитель 3. Хаустова Редактор Л. Авраменко Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи Заказ 1014/! 0 Тираж 1086 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
