Устройство для контроля качества сварных соединений

 

Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции устройств для контроля качества сварных соединений техноло5 ч г гических проб, главным образом выполняемых сваркой трением, и может быть использовано в различных областях науки и техники при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, отработке режимов сварки и т.д. Цель изобретения - повышение информативности контроля путем обеспечения возможности определения кинетики формирования сварного соединения и исследования структуры его поверхности. Через заданный промежуток времени включает электромагнит 7, который перемещает стопорное кольцо 5 вниз, освобождая скользящую втулку 2, Через микровыключатель 8 включают электромагнит 12, под действием которого разрушается сварное соединение деталей 3 и 10. Усилие разрыва фиксируется силовым датчиком 14. Далее разрушенное соединение исследуется. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 23 К 31/00, 20/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 б (21) 4671671/27 (22) 03.04.89 (46) 23,03.91.Бюл. М 11 (71) Калининский сельскохозяйственный институт (72) P.È. Мустаф ае в, Э.С. Каракозов, Н.В.Мельникова, B.Ý.Ãàáäèíîâ, В.В.Левашин и А.Н.Смирнов (53) 621.791.14(088,8) (56) Сварка в машиностроении. /Под ред, Ю.Н.Зорина. M. . Машиностроение, 1979, т.4, с. 238.

Авторское свидетельство СССР

М 1082588, кл, В 23 К 20/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (57) Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции устройств для контроля качества сварных соединений техноло5 Ф 2

„„Я „„1636158 А1 гических проб, главным образом выполняемых сваркой трением, и может быть использовано в различных областях науки и техники при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, отработке режимов сварки и т.д, Цель изобретения — повышение информативности контроля путем обеспечения воэможн сти определения кинетики формирования сварного соединения и исследования структуры его поверхности, Через заданный промежуток времени включает электромагнит 7, который перемещает стопорное кольцо 5 вниз, освобождая скользящую втулку 2, Через микровыключатель 8 включают электромагнит 12, под действием.которого разрушается сварное соединение деталей 3 и 10, Усилие разрыва фиксируется силовым датчиком 14. Далее разрушенное соединение исследуется, 3 з,п. ф-лы, 1 ил.

163б158 работ, отработке режимов сварки и т,д, Цель изобретения — повышение инфор- 10 мативности контроля путем обеспечения

Цанговый патрон 9 для неподвижной в осевом направлении детали 10 связан со 30

50 чатель 8,который дает команду на включение обмотки главного электромагнита 12, вследствие чего происходит срабатывание сердечника 11, жестко связанная с ним втулка

2 с подвижной заготовкой 3 смещается 55 вправо (происходит разрыв), Одновременно происходит деформация силового датчика

14. Закрепленные на нем тензодатчики 15 фиксируют усилие разрыва сварного соединения. Предварительно устройство калибИзобретение относится к сварке, а именно к конструкции устройств для контроля качества сварных соединений технологических проб, главным образом выполняемых сваркой трением, и может быть использовано в различных областях науки и техники при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских воэможности определения кинетики формирования сварного соединения и исследования структуры поверхности.

На чертеже представлена конструкторская схема устройства, Устройство состоит из штока 1, соединенного одним концом со скользящей втулкой 2, в которой закреплена в осевом направлении деталь 3. Втулка свободно входит в траверсу 4, перемещаемую по направляющим (не показаны) и удерживается в ней стопорным кольцом 5. Последнее связано с сердечником 6 вспомогательного электромагнита 7, являющегося приводом перемещения стопорного кольца 5 и обеспечивающего вместе с микровыключателем 8 фиксацию кольца 5. шпинделем (не показан). Другой конец штока 1 соединен со сердечником 11 главного электромагнита 12, являющегося приводом осевого усилия, Электромагнит 12 установлен в стакане 13, жестко закрепленном в траверсе 4. Обе части штока 1 соединены силовым датчиком 14, на котором закреплены тензодатчики 15, Устройство работает следующим обраПосле сближения вращающейся 10 и невращающейся детали 3 сигнал от датчика контакта (не показан) включает реле времени. Через заданный промежуток времени сварки подается питание на катушки вспомогательного электромагнита 7, происходит втягивание сердечника 6, жестко связанного со стопорным кольцом 5. Последнее выходит из паза скользящей втулки

2 и своим выступом включает микровыклю35

45 руют. разрывая проволоку различных диаметров. Устройс яо позволяет производить разрыв сварного соединения в любой заданный момент времени на стадии нагрева и проковки, После разрыва деталей проводят визуальный осмотр сварного стыка. При этом определяют прощадь разрыва, общее состояние поверхности, наличие непроваров, оксидных пленок, определяют размеры зоны термического влияния и т,д.

Фиксирование величины усилия разрыва позволяет судить о величине сил сцепления свариваемых поверхностей, по которой можно косвенно определить температуру металла в местах разрыва и рассчитать температурное поле, что важно для выбора параметров сварки. После разрыва свариваемых деталей с целью получения детальных данных по макро- и микроструктуре сварного соединения проводят металлографический анализ поверхности стыка по известным методикам.

Устройство позволяет производить осевой разрыв сварных соединений в заданный момент времени сварки через 0,1 с на любой стадии сварки с одновременным определением усилия разрыва сварного соединения, По величине усилия разрыва можно косвенным путем определить локальную температуру металла в местах разрыва сварного соединения. Локальная температура в стыке имеет различную величину, что обуславливается особенностью процесса сварки трением. Наибольшая локальная температура возникает в кольце, расположенном на расстоянии 0,5-0,7 R, При разрыве образцов в стадии нагрева на контактных плоскостях наблюдается две площадки временного схватывания. Остальная поверхность кольца окислена, Таким образом, зная площадь временного схватывания и усилие разрыва, можно определить предел прочности металла на растяжение и затем температуру, Знание локальной температуры сварочного стыка необходимо для предотвращения образования интерметаллоидных фаз, понижающих прочность соединений.

Использование предлагаемого устройства позволяет проанализировать состояние поверхности, динамику сварки, а также локальную температуру сварочного стыка на любой стадии сварки — притирки, нагрева, проковки и дает возможность проводить исчерпывающий контроль качества сварных соединений, что является особенно ценным при разработке новых технологий, сварки разнородных металлов и, особенно, в научных исследованиях.

163б 158

Составитель Л. Назарова

Техред М,Моргентал Корректор М. Демчик

Редактор М. Бланар

Заказ 782 Тираж 517 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, уп Гагарина, 101

Предлагаемое устройство позволяет значительно быстрее подбирать и контролировать параметры режима сварки трением и проводить оценку качества сварных соединений при проверке новых партий де- 5 талей.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля качества сварных соединений, преимущественно выполненных сваркой трением, содержащее 10 узлы для крепления подвижной и неподвижной деталей, привод осевого усилия, систему управления и узел для испытания технологических проб, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информатив- 15 ности контроля путем обеспечения воэможности определения кинетики формирования сварного соединения и исследования структуры его поверхности, узел для испытания технологических проб выполнен в виде 20 скользящей втулки, стопорного кольца с приводом его перемещения, датчика перемещения стопорного кольца и силового датчика, скользящая втулка установлена с возможностью переме ения в узле крепления подвижной детали, кинематически связана через силовой датчик с приводом осевого усилия и в ней выполнен паз, стопорное кольцо также смонтировано на укаэанном узле с возможностью перемещения от своего привода в направлении, перпендикулярном направлению перемещения скользящей втулки, и вхождения в ее паэ, а датчик перемещения стопорного кольца включен в систему управления устройства с возможностью передачи управляющего сигнала на привод осевого усилия.

2, Устройство по п,1, отn и ча ю щеес я тем, что приводы осевого усилия и стопорного кольца выполнены в виде электромагнитов.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ весс я тем, что датчик перемещения стопорного кольца выполнен в виде микровыключателя, 4, Устройство по п.1, отл ич а ющеес я тем, что силовой датчик выполнен в виде упругого кольца с закрепленными на нем тензодатчиками.