Способ сварки давлением

 

Изобретение относится к технологии сварки давлением с импульсным нагружением свариваемых деталей силами взаимодействующих магнитных полей и может быть использовано для получения биметаллических пластин в машиностроительных отраслях. Цель изобретения - упрощение технологии и снижение энергии сварки. Магнитные поля создаются токами одного направления, проходящими через свариваемые детали и взаимодействующими с двумя частями концентратора магнитного поля или дополнительными электродами с обратным направлением тока, расположенными по обе стороны зоны сварки. Свариваемые детали, концентратор магнитного поля и до- 4 полнительные электроды расположены с зазорами относительно друг друга, что позволяет за время сближения поверхностей деталей до соударения перевести материал деталей в электропластическое состояние 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 В 23 К 20/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684870/27 (22) 03,05.89 (46) 15.05.91. Бюл. hh 18 (75) Д.И,Костаненков (53) 6 1.791.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 226393, кл. В 23 К 20/00, 1968.

Патент США М 3794805, кл. В 23 К 19/00, 1974, (54) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к технологии сварки давлением с импульсным нагружением свариваемых деталей силами взаимодействующих магнитных полей и может быть использовано для получения биметаллических пластин в машиностроительных

Изобретение относится к способам сварки давлением с импульсным нагружением свариваемых деталей силами взаимодействующих магнитных полей и может быть использовано для получения биметаллических пластин в машиностроительных отраслях, Цель изобретения — упрощение технологии и снижение энергии сварки.

На фиг.1 приведена схема с использованием концентратора магнитного поля; на фиг,2 — то же, для крепления свариваемых деталей под углом друг к другу; на фиг,3— схема с использованием вспомогательных электродов; на фиг.4 — то же, для крепления деталей под углом друг к другу, Детали 1, 2, контактирующие с электродами 3, 4, подсоединены к емкостному накопителю энергии 5 через коммутатор тока 6 и

„„5U„„1648688 А1 отраслях, Цель изобретения — упрощение технологии и снижение энергии сварки.

Магнитные поля создаются токами одного направления, проходящими через свариваемые детали и взаимодействующими с двумя частями концентратора магнитного поля или дополнительными электродами с обратным направлением тока, расположенными по обе стороны зоны сварки. Свариваемые детали, концентратор магнитного поля и до, полнительные электроды расположены с зазорами относительно друг друга, что позволяет за время сближения поверхностей деталей до соударения перевести материал деталей в электропластическое состояние. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. расположены между частями 7 и 8 концентратора магнитного поля (фиг.1, 2) или дополнительными электродами 9 и 10 (фиг.3, 4).

Емкостный накопитель энергии 5 соединен с зарядным устройством 11. Вместо электрода 4 на схемах (фиг,3, 4) используется токонепроводящая опора 12.

Способ сварки давлением осуществляется по схемам (фиг,1, 2) следующим образом.

Емкостный накопитель энергии 5 заряжают до заданной величины напряжения от зарядного устройства 11 и с помощью коммутатора тока 6, электродов 3 и 4 ток разряда i> емкостного накопителя энергии 5 пропускают через детали 1, 2 в виде токов одинакового направления ц и !2, магнитные поля которйх пересекают части 7 и 8 концентратора магнитного поля и наводят в них

1648688

ЭДС (электродвижущие силы), которые вызывают в частях 7 и 8 концентратора магнитного поля вихревые токи (ьт и iba, практически находящиеся в противофазе с токами 11 и }2 в деталях 1, 2, Так как токи I> и

iz через детали 1, 2 направлены в одном направлении и противоположны вихревым токам 1Ь7 и 4З, то одновременно между деталями 1, 2 возникают магнитные силы взаимного притяжения и магнитные силы взаимного отталкивания от частей 7 и 8 концентратора магнитного поля, кроме того, токи 11 u Iz переводят материал деталей 1, 2 в электропластическое состояние — атомы в дислокациях материала деталей переходят в возбужденное состояние.

Сближение поверхностей деталей 1, 2 происходит со сдвигом по фазе, что обеспечивает в зоне сварного соединения деталей при достаточной силе удара возникновение прочных металлических связей между соединяемыми поверхностями деталей 1, 2 против концентратора магнитного поля, состоящего иэ частей 7 и 8, Способ сварки давлением осуществля- ют по схемам (фиг.3, 4) следующим образом, Емкостный накопитель энергии 5 заряжают до заданной величины напряжения от зарядного устройства 11 и с помощью коммутатора тока 6, электрода 3 и дополнительных электродов 9 и 10 ток разряда Ip емкостного накопителя энергии 5 пропускают через детали 1, 2 и вспомогательные электроды,9, 10 в виде раздельных токов !1 и i2, причем направление токов И и l2 через детали 1, 2 противоположны направлению этих же токов через вспомогательные электроды 9, 10, Так как токи Ii u iz одинакового направления через детали 1, 2 противоположны направлению этих же токов через вспомогательные электроды 9» 10, то одновременно между деталями 1, 2 возникают магнитные силы взаимного притяжения между собой и магнитные силы взаимного отталкивания от электродов 9, 10, кроме того, токи 11 u iz переводят материал деталей

1, 2 в электропластическое состояние — атомы в дислокациях материалы деталей пере- ходят в возбужденное состояние.

Сближение поверхностей деталей 1, 2 происходит со сдвигом по фазе, что и обеспечивает в зоне сварного соединения деталей при достаточной силе удара возникновение прочных металлических связей между соединенными поверхностями деталей 1, 2 против электродов 9 и 10.

Сравнивая выполнение операций при осуществлении сварного соединения деталей 1, 2 в электропластическом состоянии в

55 зоне против частей 7 и 8 концентратора магнитного поля (фиг.1, 2) и в зоне против вспомогательных электродов 9, 10 (фиг.3, 4), видно, что в способе сварки давлением используется одна и та же схема импульсного нагружения свариваемых деталей силами взаимодействующих магнитных полей— схема одновременного взаимНого притяжения деталей 1, 2 между собой и взаимного отталкивания деталей 1, 2 от частей 7 и 8 концентратора магнитного поля (вспомогательных электродов 9 и 10). Отличие работы схем (фиг.1, 2) от работы схем (фиг,3, 4) при осуществлении способа сварки давлением состоит в том, что в схемах (фиг.1, 2) силы взаимного отталкивания деталей 1, 2 от частей 7 и 8 концентратора магнитного поля являются индукционно-динамическими силами, а в схемах (фиг.3, 4) силы взаимного отталкивания деталей 1, 2 от вспомогательных электродов 9 и 10 являются электродинамическими силами.

Технология получения сварного соединения отрабатывалась на пластинах из сплавов алюминия с использованием магнитно-импульсной установки типа МИЧ40/30. Крепление пластин осуществлялось по схемам (фиг. 1-4) в специальной технологической оснастке, которая присоединялась к зажимным губкам магнитноимпульсной установки. Перед сваркой поверхности пластины очищались от грязи.

Использование изобретения позволяет получать биметаллические пластины, упростить технологию, уменьшить энергию сварки за счет использования эффекта электропластичности в металлах и снизить стоимость технологического оборудования за счет исключения источника предварительного нагрева — генератора токов высокой частоты (ТВЧ).

Формула изобретения

1. Способ сварки давлением, заключающийся в импульсном нагружении свариваемых деталей силами взаимодействующих магнитных полей, отл ич а ю щийс я тем, что, с целью упрощения технологии и снижения энергии сварки, свариваемые детали располагают с зазором, по обе стороны от них с зазором располагают две части концентратора магнитного поля, а импульс тока подают на свариваемые детали в одном направлении.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве концентратора магнитного поля используют электроды, на которые импульс тока подают в обратном направлении.

1648688! р

Ср

Составитель В. Грибова

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор М. Товтин

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1486 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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