Установка для оценки технологической прочности при сварке

 

Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции установок для оценки технологической прочности при сварке.преимущественно импульсной лазерной, и может быть использовано в научных исследованиях при разработке новых материалов и изучении их v свариваемости, а также в различных областях техники при отработке технологии сварки. Цель - повьппение производительности и точности испытаний. Испытываемый образец 23 закрепляется в зажимах 1 и 3. Подвижный зажим 3 через бесступенчатый механизм регулирования скорости деформирования, представляющий собой шариковый вариатор 6, связан с силовым приводом 5. При проведении испытаний гайка 16 перемещает рычаг 14, который через тя- ГУ 18 перемещает щарик 9 вариатора 6, плавно изменяя скорость деформации, Для предотвращения разрушения образца при температуре ниже ТИХ служит механизм регулировки усилия проскальзывания 12. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. с ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„.1427223 А 1 (51)4 G 01 N 3 18 В 23 К 28/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ вВь

ЬЭ М

4Я

3Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 4233932/25-27 (22) 16.03.87 (46) 30.09.88. Бюл. Р 36 (72) Н.И.Минаева, В.В.Баженов, В.И.Привезенцев, В,С.Левакон, И.Н.Гейнрихс и В.M.Øàðîâ (53) 621.791.75.011(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 991243, .кл. С О1 N 3/18, 1981 °

Сварка в машиностроении. — Т. 3

/Под ред. В.А.Винокурова, М.: Машиностроение, 1979, с. 408. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ПРИ СВАРКЕ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции установок для оценки технологической прочности при сварке преимущественно импульсной лазерной, и может быть использовано

fl в научных исследованиях при разработ" ке новых материалов и изучении их сваринаембсти, а также в различных областях техники при отработке технологии сварки. Цель — повьппение производительности и точности испытаний.

Испытываеьаай образец 23 закрепляется в зажимах 1 и 3. Подвижный зажим 3 через бесступенчатый механизм регулирования скорости деформирования, представляющий собой шариковый вариатор 6, связан с силовым приводом 5.

При проведении испытаний гайка 16 перемещает рычаг 14, который через тягу 18 перемещает шарик 9 вариатора 6, плавно изменяя скорость деформации.

Для предотвращения разрушения образца при температуре ниже ТИХ служит механизм регул.:.ронки усилия проскальзывания 12. 2 з ° и ° ф-лы, 1 ил.

1427223

Изобретение относится к конструкциям установок для оценки технологической прочности при сварке, преимущественно импульсной лазерной, и может быть использовано в научных исследованиях при разработке новых материалов и изучении их свариваемости, а также в различных областях техники при отработке технологии сварки. 10

Цель изобретения — повышение производительности и точности испытаний.

На чертеже представлена кинематическая схема установки.

Установка содержит неподвижный эа- 15 жим 1, закрепленный к панели 2, и подвижный зажим 3, жестко соединенный с зубчатой рейкой 4, для перемещения которой служит электродвигатель 5, связанный с рейкой 4 через бесступен- 20 чатый механизм регулирования скорости деформирования, выполненный в виде шарикового вариатора 6, и зубчатую пару 7.

Шариковый вариатор 6 состоит из 25 диска 8, шарика 9, который размещен в обойме 10, ролика 11 и механизма 12 регулировки усилия проскальзывания со шкалой 13.

Механизм плавного изменения ско- 30 рости состоит иэ рычага 14, дополнительного вала 15 ролика 11 с реэьбовым участком, ходовой гайки 16, двух ползунов 17, тяги 18, шарнирного узла крепления рычага 19 к корпусу вариатора (опоры рычага), дополнительной пары винт-гайка 20 для перемещения опоры рычага, шкалы 21 изменения скорости и шкалы 22 ускорения.

Пблэуны 17 установлены на рычаге 40

14 и один иэ них шарнирно связан с тягой 18 обоймы шарика 10, а другойс гайкой 16 на дополнительном валу 15.

Панель 2 установлена на столе лазерной установки Квант-10, Образец 45 для испытаний состоит из двух пластин 23, которые крепятся в зажимах 1 и 3 в нахлесточном положении и механизмом 24 поджимаются друг к другу для ведения сварки без зазора. Излучение оптического квантовбго генера50 тора (ОКГ) 25 фокусируют и перемещают

sa время испытаний по торцу верхней неподвижной пластины, нижнюю пластину перемещают с плавно убывающей ско55 ростью.

Шаг резьбы (h) на дополнительном валу 15 выбирают в зависимости от диаметра ролика вариатора (D„л ), числа оборотов входного и выходного валов (п,n ), времени изменения скорости деформирования образца (t), а также от положения шарика относительно центра диска вариатора в начальный момент (Н,). Скорости в точках

А и С находят из выражений:

VA =ü4 Н; (1)

Vc = и34 Нэ где м) — угловая скорость;

Н вЂ” расстояние от центра диска до места контакта шарика с диском вариатора.

Расстояние Н изменяется по линейному закону

Н вЂ” Но - h nest; (2) 0 ол

ТаК как V - V VC-Ä.— ол тол

А с э 2 2 а VÀ =Ed Ну

2 (Д„Н

DpoA

Подстановкой выражения (2) в (3) получают

2м4(Но — h ng tg

D вол (4) 1

Поскольку

u5 = —— n

%п 2 Гп Н 2% п h n

30 30 Dion 30 Ррол

2п Н, 2n„h.п и

Рол РО л

Следовательно: (6) (R Ь

1 H Dpo (7) и 2n„

Устройство работает следующим образом.

С помощью механизма 12 по шкале 13 устанавливают усилие проскальзывания вариатора. По шкале 21 устанавливают максимально возможную скорость деформации (40 10 м/с) (положение А) так, чтобы исчерпать запас пластичности сварочной ванны в ТИХ и заведомо разрушить сварную точку в ТИХ.

Положение опоры рычага 19, устанавливаемое и регистрируемое по шкале ускорения, может быть изменено при повторных испытаниях с помощью дополнительной пары винтгайка 20. Включают электродвигатель

5, вращательный момент последовательно передается на диск вариатора 6, з 142 шарик 9, ролик 11 с дополнительным валом 15. Гайка 16 преобразует вращательное движение н поступательное, перемещается по резьбовому участку дополнительного вала 15 и движет рычаг 14, тягу 18, обойму 10 с шариком 9 вариатора. По мере вращения ведомого ролика 11 с .дополнительным валом 15 гайка 16 перемещается и через рычаг 14 изменяет положение шарика вариатора 6 относительно центра ведущего диска 8, а следовательно, и передаточное отношение вариатора.

Скорость деформации плавно изменяется от одной сварочной ванны к другой до тех пор, пока значение последней не будет равной нулю (положение В) или критической (сварная точка с трещиной) за счет проскальзывания шарика 9 по ролику 11 вариатора. Растяги72? 3

1. Установка для оценки технологиЗп ческой прочности при сварке, преимущественно импульсной лазерной, содержащее сварочное устройство; приспособление для закрепления и деформирования испытываемого образца, силовой привод и бесст пенчатый механизм регулирования скорости деформирования, ведущий элемент которого кинематичес" ки связан с силовым приводом, а ведомый — с приспособлением для закреп4О ления и деформирования, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью ïîâûшения производительности и точности испытаний, установка снабжена одноплечим рычагом с двумя ползунами и

45 дополнительным валом с ходовой гайкой, рычаг шарнирно закреплен на механизме регулирования, дополнительный вал кинематически связан с ведомым элементом, и на нем выполнен резьбо5п вой участок, ползуны установлены на рычаге с возможностью процольного перемещения, один из ползунов кинематически связан с органом бесступенчатого регулирования механизма, а другой—

55 через гайку с реэьбовым участком дополнительного вала, 2. Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что шарнир крепления одноплечего рычага установлен с вающее усилие, развиваемое приводом

5, ограничивают с помощью механизма

12. Максимальную величину усилия проскальзывания устанавливают механизмом 12 регулировки таким образом, чтобы предотвратить разрушение сварной точки при температурах, ниже ТИХ.

Величина усилия проскальзывания

Рмакс = (к " К где Я вЂ” временное сопротивление разрыва испытуемого материала при температуре, равной

0,8 т.пл., Па;

К вЂ” коэффициент равный 0,6-0,7 для определения допустимых напряжений среза;

F — площадь поперечного сечения единичной сварной точки, м;Р;

Р, „ - максимальная величина усилия проскальзывания, H.

Например, для никеля и его сплавов при Т = 0,8 т.пл. = 1100 С, временное сопротивление разрыва 8> = ЗС МПа;

При испытаниях на режимах W = 10 Дж, аг = 0; Т = 4 мс площадь поперечного сечения сварной точки F = 0 25 мм2, следовательно, Рма„с 30. 0,25 4 7,5 Н.

Увеличение усилия Р больше расчеткакс ного приводит к разрушению сварной точки при температурах, ниже ТИХ, что не обеспечивает возможности определения критической скорости деформа" ции в заданном диапазоне температур.

Максимальная скорость деформации достигается, когда передающий шарик 9 находится в положении А, а минимальная (равная нулю) — в положении В.

За счет изменения длины рычага 14, т.е. места закрепления его опоры на корпусе вариатора 6, можно регулировать время перемещения шарика 9 из положения А в положение В, задавая соответствующее ускорение (отрицательное). Чем длинее глечо рычага 14, тем медленнее изменяется скорость.

Точность определения критической скорости деформации зависит от частоты следования импульсов ОКГ 25 и от ускорения (отрицательного) перемещения подвижной пластины 23. Например, для испытания на установке Квант-10" с частотой 0 5 Гц при точности определения критической скорости деформации 2 10 м/с ускорение составляет

1 ° 10 4 м/с.

Уменьшаются затраты времени и материальных средств при определении свариваемости материалов, à также объем исследований на наличие трещин металлографическим анализом и количество механических испытаний.

Формула изобретения,Составитель М.Буйнов

Техред Л,Олийнык Корректор М.Демчик

Редактор Л.Пчолинская

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4845/38

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

5 1427223 6 возможностью перемещения в плоскости механизм регулирования скорости дерасположения рычага и дополнительного формирования снабжен устройством для вала. ограничения усилия, прикладываемого

3; Установка по п. 1, о т л и ч а " к испытываемому образцу. ю щ а я с я тем, что бесступенчатый