Способ холодной стыковой сварки

 

Изобретение относится к сварочной технике и может быть применено для холодной стыковой сварки прутков металла, преимущественно биметаллических , например алюминиевых, покрытых медной оболочкой, предназначенных для последующего волочения через фильеры. Целью изобретения является повьпиение качества соединений. Между половинками 3 и 4 соединения прутка образуют участок 5 сдвига.Места свар-, ки радиально обжимают с образованием кольцевых канавок 6. Это приводит к тому, что при последующем волочении биметаллического (алюмомедного) прутка со сварным соединением с уменьше- . нием его диаметра несмотря на значительное удлинение мест сварки с оголением алюминиевого сердечника и участка сдвига, обрывов прутка не . происходит, потому что в любом поперечном сечении сварного соединения прутка сохраняется частичное медное покрытие. 1 з.п. ф-лы, ; 16 ил. (Л Г 2 L 7 7 со САЭ 00 СО ) Ю 7/ 56 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с5и 4 В 23 К 20/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2i) 3924452/24-27 (22) 09.07.85 (46) 23.09.87. Бюл. 35 (71) Институт электросварки им. Е,О. Патона и Всесоюзный научноисследовательский, проектно-конструк.торский и технологический институт кабельной промышленности (72) 10.А, Корниенко, П.И. Гурский, Д.И. Белый, Ф.Г. Свидовский, А.Н. Сороченко, В.Р. Блюмин, А.Я. Синцов, Л.В, Макарин, Влад.А. Синьков и Вик.А. Синьков (53) 621.791.12 (088.8) (56) Баранов И.Б. Холодная сварка пластичных металлов. Л.: Машиностроение, 1969, с. 59-64. .Сахацкий Г,П. Технология сварки металлов в холодном состоянии. Киев.

Наукова думка, 19?9, с. 207-208. (54) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварочной технике и может быть применено

„„SU„„1338992 д 1 для холодной стыковой сварки прутков металла, преимущественно биметаллических, например алюминиевых, покрытых медной оболочкой, предназначенных для последующего волочения через фильеры. Целью изобретения является повышение качества соединений. Между половинками 3 и 4 соединения прутка образуют участок 5 сдвига. Места свар-. ки радиально обжимают с образованием кольцевых канавок 6. Это приводит к тому, что при последующем волочении биметаллического (алюмомедного) прутка со сварным соединением с уменьшением его диаметра несмотря на значительное удлинение мест сварки с оголением алюминиевого сердечника и участка сдвига, обрывов прутка не . происходит, потому что в любом поперечном сечении сварного соединения прутка сохраняется частичное медное покрытие. 1 з.п. ф-лы, 16 ил.

1 133899

Изобретение относится к сварочной технике и может применяться для холодной стыковой сварки прутков металла, преимущественно биметаллических, например алюминиевых, покрытых мед ной оболочкой, предназначенных для последующего волочения через фильеры.

Цель изобретения — повышение качества соединения. 10

На фиг. 1 показана схема соединения,концов алюмомедных прутков, выполненного по предлагаемому способу, на фиг. 2 — образец сварного соедине ния прутка после холодного волочения 15 до диаметра готовой проволоки; на фиг. 3 — подготовленные к соединению встык концы алюмомедных прутков, на фиг. 4 — схема холодносварного стыкового соединения концов алюмомедных 20 прутков; на фиг. 5 — холодносварное стыковое соединение алюмомедных прутков после удаления грата; на фиг, 6— схема дополнительного осевого деформирования со сдвигом; на фиг. 7— то же, после удаления грата; на фиг. 8 — алюмомедный пруток после радиального обжатия сварного соединения; на фиг. 9 — схема радиального обжатия сварного соединения с утонением 30 прутка; на фиг. 10 и 11 — плашки для холодной стыковой сварки; на фиг. 12— полуплашки для последовательных радиальных обжатий полученного сварногО соединения на фиг» 13 = T0 жеp второй вариант," на фиг. 14 — график для определения оптимальной величины сдвига при осевом деформировании прутка," на фиг. 15 - зависимость количества качественных соединений в 40 процентах От Общего количества выполненных соединений От величины угла конусности при деформации прутка со сдвигом; на фиг. 16 — зависимость количества качестВенных сварных соеди 45 нений от величины утонения прутка в местах сварки.

Способ осуществляется следующим образом.

Дпя получения качественного свар- б0 ного соединения алюмомедных прутков, состоящих из алюминиевых сердечников

1, покрытых сплошными медными оболочками 2, половинки 3 и 4 соединения разделены участком 5 сдвига, места сварки радиально обжимаются с образованием кольцевых канавок 6 обжатия (фиг, 1). Это приводит к тому, что при последующем волочении биметалли- .

2 2 ческого (алюмомедного) прутка со сварным соединением с уменьшением

его диаметра, например с 8 до 1,78мм и менее, несмотря на значительное ,удлинение мест сварки с оголением алюминиевого сердечника и участка сдвига (фиг. 2), обрывов прутка не происходит, потому что в любом поперечном сечении сварного соединения прутка сохраняется частичное медное покрытие.

Перед сваркой по предлагаемому способу концы 7 и 8 алюмомедных прутков (фиг. 3) подготавливаются известными способами, например зачисткой их торцов кардощеткой. После их размещения и закрепления в ручьях плашек с вылетом, равным (1,2-1,5)c1, где йисходный диаметр прутка, концы прутков сдавливают усилием Р„ до образования грата 9 (фиг. 4), содержащего вытесненную часть алюминиевого сердечника и медное покрытие. Освободив соединенные прутки из плашек 10 и 11 (фиг. 10) и удалив грат, получают кольцевое соединение алюминиевого сердечника прутка с нарушенной медной оболочкой в виде кольцевого пояска 12 (фиг. 5). !

Полученное сварное соединение прутка дополнительно деформируют вдоль оси прутка под действием силы

Р на длине 1, выбранной экспериментально в пределах (0,2»0,9)d, со сдвигом одной половины сечения прутка относительно другой и с образованием грата 13 и 14 сдвинутых "половинок" участка соединения. Величину участка 15 сдвига и направления 16-19 движения материала прутков под действием Р (фиг. 6) определяют экспериментально. После удаления Образовавшегося при этом грата 13 и 14 половинки 20 и 21 кольцевого соединения выхоцят по размерам за габариты исходного диаметра и образуют углы конусности at è at между осью и образующей конической поверхности конца прутка (фиг. 7), под которыми движются материал прутков под действием

ОсеВОЙ силы Р »

При этом деформирование одной половины поперечного сечения конца каждого прутка ведут с получением конусности с углом Ы„ а второй половины поперечного сечения конца того же прутка — с углом Ы; (фиг. 7), Велиз 1338992 чины углов Ы, и d2 определяют экспериментально в пределах 2-45 .

После выполнения дополнительного осевого деформирования с одновременным сдвигом и удаления образовавшегося грата полученное сварное соединение сдавливают с усилием P в ра3 диальном направлении до диаметра соединения, равного исходному диаметру прутка (фиг. 8). Пруток в местах 20 и 21 сварки вторично радиально обжимают с усилием Р (фиг. 9) до образования кольцевых канавок 22 и 23, диаметр которых составляет 0,9-0,65 от исходного.

Для получения сдвига одной половины сечения биметаллического прутка относительно другой при дополнительном осевом деформировании пруток в месте соединения помещают и закрепляют в ручьях плашек 24 и 25 (фиг.11) так, чтобы выступающий торец одной из полуплашек прилегал к кольцевому участку 12 сварки (фиг. 5), а аналогичуые полуплашки 24 и 25 на второй половине соединенных прутков были развернуты и закреплены так, чтобы выступающая часть полуплашки находилась против утопленной части и одновременно выступающий торец прилегал к кольцевому участку 12 сварки (фиг. 5). Выполняют осевое сдавливание со сдвигом и с одновременным разведением носков плашек 24 и 25 относительно оси прутка.

Разведение носков плашек 24 и 25 происходит в режиме осадки сварной эоны в результате воздействия материала прутка на относительно свободные носки плашек (по отношению к хвостовой части плашек). В результате. образуется конусность в местах сварки с углами Ы, и d2, величина которых по верхнему пределу может обеспечиваться также овальностью канала плашек в носовых частях. Профиль сварного соединения после -осевого деформнрования со сдвигом имеет форму ломаной линии ввиду того, что наружные слои соединения прижаты плотно и неподвижно во время осадки к каналу (ручью) плашек 24 и 25 и фактически шов по наружному обводу имеет следующий вид (фиг. 7 и 8); первая полуокружность

21 — образующая линия 15 — вторая полуокружность 20 — вторая (замыкающая) образующая линия 15.

Из-за овальности канала и разведения носков плашек 24 и 25 при дополнительном осевом деформировании со сдвигом биметаллического прутка углы c(, и, уменьшаются от максимума в вершинах к минимуму к краям обе их половин поперечного сечения конца каждого прутка. Только при таком до-!

ð полнительном и направленном деформировании во время осадки массива металла в зоне сварки (в сочетании с последующим обжатием сварного соединения в радиальном направлении) дос-!

5 тигается необходимое качество сварного соединения биметаллического прутка.

Для последовательных радиальных обжатий полученного сварного соедине20 ния полуплашки 26 и 27 выполняют с гладким ручьем, диаметр которого равен исходному диаметру соединяемых прутков, а полуплашки 28 и 29 для обжатия прутка в местах сварки до

25 диаметра, меньшего чем исходный, должны иметь ручьи с кольцевыми выступами 30, расположенными на расстоянии

1 (фиг. !3). Оптимальную величину 1 можно определить по графику на фиг. 14, 30 составленному на основе экспериментальных данных, где по оси абсцисс

1 отложена величина n = — а по оси

1 ординат — процент соединений, выдерЗ5 жавших испытания. В результате экспеI риментального подбора установлено, что наиболее качественное соединение, удовлетворяющее требованиям длльнейо шего волочения, получается при зна40 чениях сдвига 1 половинки кольцевого соединения в пределах (0,2-0,9)й.

Экспериментальная зависимость количества качественных сварных соеди45 нений в процентах к общему количеству выполненных соединений с различными углами конусности позволяет определить, что оптимальные значения углов о

d, и Ы2 находятся в пределах 2-45

5р и ри этом наиболее оптимальное отношение между углами Ы, и d2 находится в диапазоне 0,2-1 (фиг. 15). График.на фиг. 15 содержит результаты

4 выбора К = вЂ, выраженные кривой 1

55 2 для К = 0,50, кривой 2 — для К=0,15, кривой 3 — для К = 0,10 и кривой Идля К = 1,0, при заранее выбранных

n = 0,5 (фиг. 14) и d,2= 40 (фиг.7).

1338992 процент годных соединений, выдержавших волочение, увеличивается с 30 до 82. Это нозволяет сократить вре5 мя простоя машины при ее заправке в случае обрыва, а также при переходе с одного барабана проволоки на другой.

На основании фи". 15 диаметр d утонения прутка в месте сварки при повторном радиальном обжатии следует выбрать в пределах (0,9-0,65)d при ширине места утонения в пределах (0,25-0,5)d. На фиг. 16 кривая 1 результат экспериментальных данных, полученных при Ф = 0,7; кривая 2— при Ф = 0,65 кривая 3 — при Ф = 0,9, 10 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1 где Ф = — . Эти зависимости опред—

1. Способ холодной стыковой сварлены экспериментально путем проверки ки преимущественно биметаллических выполненного соединения при дальней- прутков, включающий совместное осешем волочении. 15 вое деформирование концов прутков, Предлагаемый способ опробован экс- дополнительное осевое деформирование периментально. Сварка выполнялась на и радиальное обжатие места соединепрутках проволоки из алюминия марки ния, отличающийся тем, А-6 и меди марки M1 . Выполнялась

P что, с целью повышения качества соехолодная сварка прутков бесконечной 2п динения, процесс повторного осевого длины диаметром 8 мм с последующим деформирования ведут на длине, выбхолодным волочением до диаметра раиной в пределах (0,2-0,9)d,где d—

1,78 мм. исходный диаметр прутка, со сдвигом

Экспериментальные образцы, на ко- одной половины сечения прутка отноторых опробовались технология выпол- 25 сительно другой, при этом деформиронения соединения, подбор величин вание одной. половины поперечного осадки, сдвига, угловых смещений и сечения конца каждого прутка ведут радиального обжатия, выполнялись вна- с получением конусности с углом e(„ „ чале на заправочном станке со ско- а другой половины поперечного сечеростью протяжки 0,1 м/с, а затем на 30 ния конца того же прутка — с углом машине грубого волочения со скоростью с уменьшением обоих углов 0(, и

15 м/с. от максимума в вершинах к минимуму

Экспериментальный подбор режима к краям обеих половин понеречного сварки выполнен на прутках диаметром сечения конца каждого прутка и с пос8 мм с последующим протягиванием сва- З5 ледующим радиальным обжатием прутка рного соединения до диаметра 1,78 мм в месте деформации до исходного диачерез 11 фильер. Критерием качества метра, причем Ы, и d выбирают в р с0 соединения является процент годных пределах от 2 до 5 соединений, прошедших без обрыв а ч е- 2. Способ по и. 1, о. т л и ч а— рез все 1 1 фильер. При этом оптималь- 4д ю шийся тем, что углы конусносные значения найденных ранее парамет- ти J, и g сварного соединения ковров вводились B последующие экспери- цов обоих прутков выбраны по отношементы и критерий качества процент нию друг к другу в пределах от 0,2 годных соединений, прошедших все филь- до 1, а радиальное обжатие мест свареры) повышается пс сравнению с пре- 45 ки концов обоих прутков ведут до раз" мера утоненного диаметра, выбранного

В результате использования пред- в пределах (0,9-0,65)й, при ширине лагаемого споссба холодной стыковой места утоиения прутка, выбранного в ) сварки основной показатель качества - пределах (0,25-0,5)d.

l"338992

puz.3

8 19 73 Риг.4

72 Ьг.5

75 16

1М иг.6

1338992 .338992

nN r ° az-gus

ДИ

ЙюЭ

Фи. Е

% ф71 у

Ди. а

Составитель Э. Ветрова

Редактор П. Гереши Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай

Тирам 970 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5501

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4