Способ высокочастотной сварки плавлением по отбортованным кромкам

 

Изобретение относится к области высокочастотной сварки плавлением изделий по отбортованным кромкам, имеющим круговой контур и плоский разъем. Изобретение может быть использовано , например, при сварке катков сеялок, корпусов компрессоров холодильников и др. деталей. Цель изобретения - обеспечение сварки толстостенных деталей. Свариваемое изделие устанавливается в индукторе таким образом, чтобы плоскость разъема была верт15кальна. Изделие приводится во вращение с заданной окр жной скоростью. Кромки разогреваются до сварочной температуры. Вращение прекращается после кристаллизации металла шва. Сварной шов не имеет наплывов. Глубина шва не менее толщины кромок. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

И=-СПУБЛИН

В 23 К 13/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

И„-;

СПИ ДНИ (ЯЯ() р Р((Ц ЯЯ E :.с,„,.;

l ( (21) 403471 6/24-27 (22) 07.03.86 (.6) 30.12 88. Вюл. В 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (72) В.А, Пейсахович, П.А. Парадня и 10.А. Эпштейн (53) 621.791.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 179858,, кл. В 23 К 13/ОО, 1964.

Авторское свидетельство СССР

У 130161О, кл, В 23 К 13/00, 1985 (54) СПОСОБ ВЫСО1 0ЧАСТОТНОИ СВАРКИ

ПЛАВЛЕНИЕК ПО ОТВОРТОВАННЬК КРОМКАМ (57) Изобретение относится к области высокочастотной сварки плавлением.,Я1.1„„3447609 А1 изделий по отбортованным кромкам, имеющим круговой контур и плоский разъем. Изобретение может быть использовано, например, при сварке катков сеялок, корпусов компрессоров холодильников и др. деталей.

Цель изобретения — обеспечение сварки толстостенных деталей. Свариваемое изделие устанавливается в индукторе таким образом, чтобы плоскость разъема была вертикальна. Изделие приводится во вращение с заданной окружной скоростью. Кромки разогреваются до сварочной температуры.

Вращение прекращается после кристаллизации металла шва. Сварной шов не имеет наплывов. Глубина шва не менее толщины кромок. 2 ил.

1447609 где 1 — плотность расплавленного металла, .«г/и"-, - глубина расплавленного слоя, м

Так« е. техническое «q.eøeíèe позволяет сваривать ме;одом высоко:ыстотной сварки плавлением металлиеские p"üäeëèÿ то:щиной более 3 мм с большой ."л биной:ява, равной ил., превышающек т лщину свариваемых кро:oKр с высоким ачестном и без Бпеш"" них наплывов и неровностей.

На фиг, 1 приведена сх.-.ма взаимного расположения сварпваемых иэ"«.елий и вь1сокочастотного индуктора; на фиг. 2 — схема вращения свапинае" мых изделий относительно индуктора с эпюрс Й сил, действующих на сварочную ва::::у.

Сварив; "-".".ые изделия 1 и высокочас то тный и",.; к то р 2 ус тана влип аю тс я

Изобретение относится к высокочастотной сварке плавлением металлических иэделий по отбортованным кромкам, имеющим круговой контур ц

5 плоский разъем, и может быть использовано„ например, при сварке катков сеялок, корпусов компрессоров холодильников и т.п. деталей.

Цель изобретения — создание спо «g соба высокочастотной сварки плавлением, обеспечивающего сварку толстостенных иэделий.

Сущность способа заключается в том, что плоскость разъема свариваваемых кромок устанавливают верти" кально с допустимым отклонением не более 45 охватывают их индуктоо ром и изделие приводят во вращен..е с .-гловой с .oðoñòüþ, равной (О, "

2,.!;) - —, 1у с, 6 ДМ где — ьысокочастотный сварочный ток Л„ — толщина свариваемой кромки, мм

П - pap>rye контура сварпваемых кромок, мм; д — глубина проникновения сварочного тока в металл кро— сок мм, Иакснмалт по допустим ю величину

"«2J!Îaoé скорос ги при эт .и опреде

;.яют из выражения

Г1-9,87па

43

@о ;„, ч дц

« таким образом, чтобы плоскость раэьема свариваемых кромок отклонялась от вертикали не более чем на 45

Для осуществления процесса высокочастотной сварки плавлением изделие 1 приводится во вращение относительно индуктора 2, по которому пропускают ток высокой частоты. Кромки 3 разогреваются до сварочной температуры на глубину, равную 1,5. ° °

2;0 толщинам кромок. По всему контуру кромок образуется сварочная ванна. После отключения нагрева изделие продолжает вращаться.

Вращение прекращается после кристаллизации металла шва. Сварной шов при этом не имеет наплывов. Глубина ива по величине ;.е менее толщины кромок.

Основная проблема прп высокочастотной сварке, плавлением — удержание расплавгепцого металла и формировацие сварного шва. Основные силы участвуют в этом процессе: сила тяжести (Р ), сила поверхностного натяжения (p„„), сила электромагнитного давлеция высокоч .стотного поля (p ),цент,робежная сила, возника сщая при вращении изделий (Р <) . аллюра сил, действующих на участок

m свар-. -.пой ванны, приведена на фиг.2;

Иэ указанных на эпюре сил Р о и Р „„ являю. ся для да ъгх условий величинами по "zoянными.

Сила электромагнитного воздействия в-..|сокоча тотного пот:я при выбра.",,-.ой частоте тока и оптимальных реж1 мах сварки определяется током

B кромках," т зм- д где д — то ;;::к.:на кромок.

3 ra сила направлена со сторона, --;щ уктора к пове:,хности к., амок изделий, он.-: раздавливает жид;;ий металл сварочнсй ванны., выбрасывает его с т...цов ьромок.

При вращении детали на сварочн .о ванну действует центробежная си а

Р,, по направлению противоположная дейстгию Р,„. ос д

Р, 1 и где Ы вЂ” угловая скорость вращения, и — глубина проникц<-венпя высокочастотного тока в металл кромок, 144

Л К,(—

1 р

1/с, с(кС где I

50 и

b где р — удельное электрическое со противление металла.

Таким образом, с вращением изделий появилась воэможность частичной компенсации действия Р „ путем выбора определенной скорости вращения.

Опытами установлено, что для по.лучения необходимого эффекта ослабления силового давления электромагнит ного высокочастотного поля на расплавленный металл скорость вращения должна выбираться не менее с = (0,5...2,0)

1@а

Нижний предел выбран иэ условия необходимой компенсации неблагоприятного действия Р,, т.е. является условием минимальной скорости для получения удовлетворительного качества сварного соединения, После отключения нагрева исчезает Р „, и условием удержания жидкого металла до его кристаллизации является условие

Р пй =. +

Хаким образом, верхний предел скорости вращения определяется условием удержания металла на поверхности кромок после отключения нагрева. Если верхний предел будет превышен, нарушается динамическое равновесие сил, удерживающих жидкий ме- . талл, и это приведет к разбрызгивании металла и сделает невозможным сварку изделий.

Вертикальное расположение плоскости контура свариваемых изделий вносит дополнительную зависимость действия силы тяжести на жицкий металл от пространственного положения участка сварочной. ванны при вращении изделий. Это приводит к смещенио верхних слоев жидкого металла отна= сительно более твердой подложки и относительно друг друга. Такое смещение. способствует формированию сварного шва без неровностей и наплывов.

Экспериментально:,оказано, что указанный эффект наблюдается только при вертикальном расположении и отсутствует при горизонтальном положении плоскости контура свариваемых кромок. Допустимое отклонение от вертикали, при котором сохраняется ука7б09

4 занный эффект, составляет не более

+45

Предлагаемый способ опробован при высокочастотной сваркЕ корпусов с

5 крышкой компрессоров бытовых холодильников. Свариваемые детали R = 90 мм. и = 3 мм. Иатериал — Ст, 3, Частота сварочного тока 8000 Гц. Режим свар1ð ки. время нагрева 1 0 с, мощность

40 кВт, скорость вращения 120 об/мин.

Получены сварные образцы: глубина провара 4,5 мм, наружные наплывы и неровности отсутствуют. Качество

15 сварки хорошее °

Экбномический эффект при использовании предлагаемого способа по сравнению с базовым объектом может быть получен за счет расширения сортамен20 та свариваемых методом оплавления деталей, что позволяет повысить производительность труда, улучшить качество сварки, сэкономить материалы.

Формула изобретения

Способ высокочастотной сварки плавлением по отбортованным кромкам, имеющим круговой контур и плоский разъем, при котором над кромками

30 располагают индуктор и нагревают кромки до оплавления, о т л и ч а ю— щ и и с. я тем, что, с цель.о обеспечения сварки плавлением толстостенных изделий при вращении изделия относительно его оси, плоскость разь-"

35 ема изделия располагают вертикально с допустимым отклонением на угол не более 45, изделие вращают с угловой скоростью ы,. определяемой из

4р выражения и>= (0,5...2,0)

1/с, 1 Гад а максимально допустимую величину уг45 ловой скорости ыц „определяют из выражения сварочный высокочастотный ток в кромках изделия, А, толщина кромок MM радиус изделия, мм; глубина проникновения сварочного тока в металл кромок, мм плотность расплавленного металла, кг/мз; глубина распл ;=.ленного слоя, м.

1447609

Сост авитехп Э. Be òðîâà

Редактор М. Циткина Техред М.Ходаниц Корректор Л. Патей

Заказ 6789/16

Тираж 922

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие., г, Ужгород, ул. Пр r.êòíàí, 4

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР, 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5