Способ контактной стыковой сварки оплавлением пакета листов с целиковым стержнем
СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ ПАКЕТА ЛИСТОВ С ЦЕЛИКОВЫМ СТЕРЖНЕМ, при котором устанавливают припуски на оплавление и осадку, производят оплавление свариваемых торцов и их осадку , отличающийся тем, что, с целью повьшения качества сварных соединений и обеспечения стабильности их электрических и механических свойств, припуск на осадку устанавливают в пределах от 1,1 величины максимального зазора, образующегося между свариваемыми торцами изделий в процессе оплавления перед осадкой, до величины, равной г е ;К;Кп -i к 8,8 р. ОС ;где и - момент инерции листа, мм ; Пд - число листов в пакете;. РОС усилие осадки, кг; П - число изотермических участков; i 1 - номер изотермического участка; . . ел Е - касательный модуль на и-м участке, кг/мм ; ДК- конечное расстояние между губками пакета и торцом це-, ликовой заготовки, мм, k Л о- 4.5
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ йЕСПУБЛИК (5l)4 В 23 К 11/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где 1
"л
Ро
Е -— х
- ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3721089/25-27 (22) 06. 04 ° 84 (46) 07. 11. 85. Бюл. И- 41 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по тяжелому и электросварочному оборудованию Псковского завода тяжелого электросварочного оборудования (72) С.И. Кучук-Яценко и М.А. Лукин (53) 621.791 ° 762.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 904938, кл. В 23 К 11/04, 1978.. (54) (57) СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СТЫКОВОЙ
СВАРКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ ПАКЕТА ЛИСТОВ
С ЦЕЛИКОВЫИ СТЕРЖНЕМ, при котором устанавливают припуски на оплавление и осадку, производят оплавление свариваемых торцов и их осадку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединенцй и обеспечения ста бнльности их электрических и механических свойств, припуск на осадку устанавливают в пределах от 1,1 величины максимального зазора, обраэуÄÄSUÄÄ1189622 А ющегося между свариваемыми торцами иэделий в процессе-оплавления перед осадкой, до величины, равной
4. момент инерции листа, мм число листов в пакете;. усилие осадки, кг; число изотермических участков; номер изотермического участка; касательный модуль на г.-м участке, кг/мм ; конечное расстояние между губками пакета и торцом целиковой заготовки, мм, 8ч, 4 5 Фs(2i -i) и — - Gin — со6 и коэффициент взаимного влияния листов в пакете.
118с 622
Изобретение относится к области сварки, а именно к контактной стыковой сварке оплавлением пакета листов с целиковым стержнем и может быть использовано в электрометаллургии алюминия при сварке стального блюмса с алюминиевой ошиновкой.
Цель .изобретения — повышение качества сварных соединений пакетов листов с целиковым стержнем и обеспечение стабильности их электрических и механических свойств.
При сварке пакетов алюминия со стальным стержнем листы пакета заметно искривляются после осадки.
Искривление листов алюминия указывает на возможную потерю устойчивости листов во время осадки. Потеря устойчивости приводит к резкому падению давления в стыке, необходимого для удаления из стыка интерметаллических соединений, резко ухудшающих качество сварного соединения. Условием качественного соединения является выполнение условия
Р с Р или(э <б где Р„ — усилие осадки, кг;
Р1Г - критическая с а, кг; oc — напряжение в материале листа при осадке, кг/мм ; — критическое напряжение сжа1 тия для листа, кг/мм2 .
Для пакета критическая сила выражается через критическую силу одного листа следующей зависимостью
К Рл кр пп где К„- коэффициент взаимного влияния листов в пакете (экспериментальный);
Р „ — критическая сила, кг; и„ вЂ число листов в пакете.
Используя, известный метод Рэлея для определения Рл„., а теорию Шенли для определения критической гибкости листа, произведя математические преобразования, получают математическую зависимость, позволяющую определить максимально допустимый вылет листа перед осадкой 1.
Учитывая, что максимально допустимый вьитет листа перед осадкой
1 состоит яэ Ь вЂ” максимального прилуска на осадку и 6 к — конечного расстояния между губками пакета и торцом целиковой заготовки, произведя математические преобразования, получают зависимость„ позволяющую определять величину максимального припуска на осадку без потери устойчивости листов, а следовательно без падения давления в стыке
10 где 1
15 пл ос п момент инерции листа, мм число листов в пакете; усилие осадки, кг; число .изотермических участков; номер изотермического участка; касательный модуль на i-ом участке, кг/ 2; конечное расстояние между губками пакета и торцом целиковой заготовки, мм;
Ż;—
6Я . 45 4,5 (2i -13
k = — - sin — . coo и и и
ЗО К 11 — коэффициент взаимного влияния листов в пакете, определяемый экспериментально, Пример использования предлагаемого способа применительно к сварке алюминиевого пакета и стального стержня. Пакет 30 листов, толщина листа 8 = 1,0 мм. Максимальный зазор перед осадкой равен Ь „= 7 мм.
3 маке
Предлагаемый способ позволяет установить осадку без снижения давления в стыке. Для этого пакета осадка листов будет равна г
I где К„= 1,5 — коэффициент взаимного влияния для листов толщиной 8 = 1 мм в пакете из алюминиевого сплава (экспериментальный); — толщина, листа -= 1мм;
1! 89622
ТогдаД м = 0,31,0
= 8мм
Дас. мин
= 15мм, Составитель К. Быковец
Редактор А. Шандор Техред Т.Фанта. Корректор М. Демчик
Заказ 6829/14 Тираж 1085 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г ° Ужгород, ул. Проектная, 4
Е ° — касательный модуль
% на i-oM изотермическом участке, кг/мм ; ммю
Д Р вЂ” удельное давление ос осадки = 4,5 кГ/мм .
Для градиента температур, соответствующего контактной стыковой сварке оплавлением алюминиевого пакета со стальным стержнем на машине К-607 и ДР = 4,5 кГ/мм, значения Я по восьми изотермическйм участкам следующие: Е = 0;
Е = 3; „,Э = 14; +y- =55; -,„- = 300;
1000; Ерр ="2500; Е,„,= 4000; при этом К g = 0,673; К = 1,184;
КЭ 1,626; К4 = 1э498; Кy = Оэ945;
K6 = 0,594; К = 0,8441 К вЂ” 1 411.
= 9,2 мм, абос = 1,1; Д,макс 8,1 мм осмин
Таким образом, по предлагаемому способу Ь с = 8-9 мм.
Эксперименты показывают, что качество значительно улучшается. При разрывных испытаниях пакет выдерживает нагружение до 3-3,5 кГ/мм .
При этом среза верхних листов нет.
Снижение минимального значения припуска возможно потому, что деформация целиковой заготовки практически равна нулю, в то время как при сварке монолитных изделий деформация обоих торцов суммируется. Сопротивление соединения составляет 0,4 мкОм/листа. Во время эксплуатации сварных соединений в электролиэных ваннах имеет место значительная экономия электроэнергии обусловленная тем, что производство алюминия связано с огромными энергозатратами.
lO Предлагаемый способ сварки опробован при сварке алюминиевых пакетов листов толщиной 1 мм и 1,5 мм, сечение 150 70 мм (70 листов) на машине К-607 с блюмсом в виде стерж15 ня прямоугольной формы 230 120 мм из стали марки Ст.3.
Для пакетов с листами 1 ьм расчет приведен вышее. Для пакетов с листами толщиной 1,5 мм
25 дс= 8-15 мм. Оптимальными, как показывает эксперимент, являются
Ьос= 10 мм для толщины листа 1,5 мм и Ь„с = 8,5 для толщины листа 1,0 мм..
Экспериментальная проверка предлагаемого способа показывает, что процент брака уменьшен в 7 раз, а электропроводящие свойства повышены на 307..
