Способ холодной сварки металлов внахлестку

 

СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ ВНАХЛЕСТКУ, включающий вдавливание в соединяемые детали рабочих выступов пуансонов с опорной частью, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества соединений и эффективности способа, глубину h вдавливания в каждую из деталей определяют выражением h(K,+ KI)S, где К - коэффициент деформации, необходимой для сварки, равный 0,6-0,96; Kj - коэффициент зазора между деталями, равный 0,1 - 2,0; 3.- толщина детали, контактирую (Л щей с пуансоном. со со ел со Од

СОК)З СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3576929/25-27 (22) 13.01.83 (46) 23.12.85. Бюл. У 47 (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством . Института металлофизики АН УССР и Киевский медицинский институт им. акад. А.А.Богомольца (72) Г.А.Клименко, Вл.И.Инишенко, В.А.Синьков, В.П.Витвицкий, Вал.И.Мнишенко, Н.В.Порубай и И.И.Кириловский (53) 621.791 ° 12(088 .8) (56) Баранов И.Б. Холодная сварка пластичных металлов. Л.: Машиностроение, 1969, с, 32-34.

„„SU„„1199536 A (54) (57) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ ВНАХЛЕСТКУ, включающий вдавливание в соединяемые детали рабочих выступов пуансонов с опорной частью, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединений и эффективности способа, глубину h вдавливания в каждуюиз деталей определяют выражением о 1 2). т где К„ - коэффициент деформации, необходимой для сварки, равный 0,6 — 0,96;

К вЂ” коэффициент зазора между ,;еталями, равный 0,1 — 2,0;

S. — толщина детали, контактирующей с пуансоном.

1199536

Изобретение относится к способам холодной сварки металлов внахлестку и может быть применен в различных областях машиностроения для шовной и точечной сварки деталей.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения и эффективности способа.

На чертеже изображена схема способа сварки.

На схеме обозначены S и S2 — толщина соединяемых деталей; С вЂ” величиг на зазора между деталями; С„ и С величина зазора между деталями и их плоскостью соединения; h a h <— глубина вдавливания пуансонов соответственно в первую и вторую из свариваемых деталей; К„ и с - остаточная толщина деталей в месте их соединения.

Способ холодной сварки металлов внахлестку, при котором вдавливают в соединяемые детали пуансоны, заключается в следующем. Сварку производят с образованием зазора между деталями, глубину вдавливания пуансона в каждую из деталей определяют выражением

" ® +МЗ где К вЂ” коэффициент деформации, 1 необходимой для сварки металлов, K„ =0,6 — 0,96;

К - коэффициент зазора между деталями, равный 0,1 — 2,0 суммарной толщины соединяемых деталей;

S. — толщина примыкающей к пуансону детали.

При вдавливании пуансонов в наложенные друг на друга детали на соприкасающихся поверхностях деталей в месте будущего соединения формируются выступы, которые раздвигают детали в направлении, обратном движению пуансонов. Если высоту рабочей части пуансонов принять такой, что при вдавливании опорные части пуансонов не прижимают детали или прижимают их не до полного сближения, то в местах соприкосновения выступов произойдет сварка, а между деталями образуется зазор, величину которого устанавливают предварительно.

При сварке деталей с образованием зазора между ними практически уменьшают или полностью устраняют деформацию деталей металлом, выдавливаемым из зоны соединения. Это

ЗО

45 достигается тем, что при вдавливании в детали пуансонов металл иэ зоны соединения перемещается «не в тело деталей, а в стенки выступов, деформация полностью локализуется в выступах, и деталь не деформируется выдавливаемым металлом.

При этом сопротивление металла внедрению в детали пуансонов уменьшается в 2-4 раза, снижается сварочное усилие, что особенно важно при выполнении швов большой протяженности.

Способ позволяет соединять точечной и шовной сваркой предварительно отштампованные детали, так как полностью отсутствует коробление их поверхностей.

Зазор между соединенными предлагаемым способом деталями имеет достаточный размер для того, чтобы свободно продуваться и осушиваться потоками воздуха, вследствие чего отсутствуют капиллярные явления и в зазоре не скапливается влага, снижается возможность разрушения деталей от контактной коррозии, если они выполнены иэ разнородных в электрохимическом отношении металлов.

При многоточечном соединении деталей способ позволяет осуществлять . сварку всех точек одновременно за один ход пресса.

В результате устранения деформации деталей выдавливаемым иэ зоны соединения металлом и возможности разрушения деталей:от контактной коррозии повышается качество сварного соединения. Эффективность способа повышается за счет уменьшения сварочного усилия и применения многоточечных пуансонов.

Величина зазора между деталями зависит от высоты формирующихся в деталях выступов, а высота последних — от толщины соединяемых деталей и глубины вдавливания пуансонов или высоты рабочей части пуансонов.

При вдавливании пуансонов в толстые детали раздвинуть их в обратном движении пуансонов направлении труднее, чем тонкие детали, поэтому в начальной стадии вдавливания формирующиеся в деталях выступы деформируются с увеличением их диаметра.

Высота выступов при этом увеличивается незначительно и возрастает в конце процесса. При вдавливании пуан1199536 сонов в тонкие детали высота выступов увеличивается на всем протяжении процесса вдавливания до момента соприкосновения деталей с опорными частями пуансонов. Поэтому относительная величина зазора между деталями при соединении толстых деталей меньше, чем при соединении тонких деталей.

Высоту формирующихся в деталях выступов регулируют высотой рабочей части пуансонов, так как при сопри. косновении деталей с опорными частями пуансонов увеличение высоты выступов прекращается. При дальнейшем вдавливании пуансонов выступы в деталях деформируются с увеличением их диаметра, высота выступов уменьшается, уменьшается также и зазор между деталями.

Нижний и верхний пределы величины зазора между деталями, равные О, 1 и 2 суммарной толщины соединяемых деталей, принимают при сварке соответственно толстых и тонких деталей.

При сварке толстых деталей с тонкими, как и при сварке толстых деталей, принимают нижние пределы вели« чины зазора между деталями.

Глубина вдавливания в детали пуансонов зависит от толщины соединяемых деталей и величины зазора между деталями.

Б — d =Е=(0» 6... 0,96) S „=K „S„;

S2- dg-Å=(0,6... 0,96) Б2=К2 S2

C=(0, 1° .° .. 2) (S„+S2) =K2(S +S2);

С С1+С2» C„=K2 S, » »С2 К2 Б2

h S С„-d"„-=K„- S„+Ê, Б„=(К„+К,)х

h 2 — 82+С,-«2= .. - Бг+К,Б,=®„+К,) °

"Б2=КБ2 1 К Б1 2 КБ2»

Š— деформация, необходимая для сварки металлов.

Пример 1. Необходимо сварить двумя точками медные детали толщиной

S 10 мм и S2 =7 мм.

Необходимая для сварки меди деформация Я =0,9(Б„+S )=К (S +Б ) где K„ =0,9.

Величину зазора между деталями принимаем равной С=0,1(S +S2)=

K2(S„+S2)=0,1(10+7)=1,7 мм, где К =О, 1 °

Коэффициент глубины вдавливания пуансонов

К =К„+К2=0,9+О, 1=1.

Глубина вдавливания пуансонов равна

h)=K Б =1- 10=10 мм, h2=K. Б2=1 7=

=7 мм.

Детали зачищают, накладывают друг на друга, подбирают соответствующие пуансоны и производят сварку.

Пример 2. Необходимо сварить .двумя точками медные детали толщи,;ной S =8 мм и $ =2 мм.

1 2

Необходимая для сварки меди деформация Е =09(Б„+Б )=K(S„+S2) ° где К =0,9.

Величину зазора между деталями принимаем равной

С=0,2(Б„+Б2) =K2(S „+S ) = 0,2(8+2) =

=2 мм, где К2=0,2.

Коэффициент глубины вдавливания пуансонов

К =K +К =0,9+0,2=1,1.

Глубина вдавливания пуансонов равна

1 8=8 8 9 mr» 112 К Бч

gg =1, 1. 2=2, 2 2 мм.

Детали зачищают, накладывают друг на друга, подбирают соответствующие пуансоны и производят сварку.

Пример 3. Необходимо сварить двумя точками алюминиевые детали толщиной S 1,2мм ч S2=0,8 мм.

Необходимая для сварки алюминиевая деформация

f =0,7(S„+S2) =K „(S „+S2}, где К„=0,,7.

Величину зазора между деталями принимаем равной

С=2(S„ +S2)=К 2(Sq+S2)=2(1,2+0,8)=

4о 4 MM где К =2.

Коэффициент глубины вдавливания пуансонов

К = К1+К2=0»?+2=2»7.

Глубина вдавливания пуансонов рав45 на

ht К Б, =2,7 ° 1»2=3»24ГЗ»2 мм

hg=K Б2=2»7 0»8=2»16 2»2 мм.

Детали зачищают, накладывают друг на друга, подбирают соответствующие пуансоны и производят сварку.

Использование изобретения позволит повысить качество соединения и улучшить внешний вид изделия за счет устранения возможности разрушения деталей от контактной коррозии и уменьшения поперечных растягивающих напряжений, возникающих в деталях при вдавливании пуансонов, а также

Составитель Е.Гузиков

Редактор Н.Пушненкова Техред R.Êàñòåëeâè÷ Корректор С.Шекмар »»

Заказ 7769/17 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

% повысить эффективность способа за счет уменьшения сварочного усилия, применения многоточечных пу1

1199536 . ансонов, исключения дополнительной обработки изделий после .сварки.