Способ соединения металлических объектов

Изобретение может быть использовано при соединении металлических деталей с использованием магнитных средств в различных областях промышленности. Электропроводный элемент, охватывающий соединяемые объекты, обжимают импульсным магнитным полем. Охватывающий элемент выполняют не замкнутым в окружном направлении. В результате проведения процесса происходит приварка охватывающего элемента к соединяемым объектам и заварка кромок охватывающего элемента. Способ позволяет сократить энергозатраты, увеличить надежность и прочность получаемого соединения. 4 ил.

 

Изобретение относится к области механической обработки металла давлением, в частности к обработке металлов с использованием магнитных средств, и может найти применение в различных областях промышленности, например в судостроении, автомобилестроении, производстве летательных аппаратов.

Соединение металлических объектов импульсным магнитным полем характеризуется кратковременностью приложения деформирующего усилия и высокими давлениями, воздействующими на соединяемые объекты.

Из патентной литературы известна “Оснастка для электромагнитного формования”, защищенная патентом США №6229125, 2001 г., МПК: В 23 К 13/01 (НКИ: 219/617), в которой происходит механическое соединение трубных заготовок с втулкой, обжимаемой силами импульсного магнитного поля.

Недостаток такой конструкции заключается в том, что требуется большая энергия для сжатия свариваемых поверхностей.

Наиболее близким из известных технологических решений является выбранный в качестве прототипа патент РФ №2178349, МПК В 21 D 26/14 “Соединение или сварка металлических объектов посредством электромагнитного поля”, в котором предложен способ соединения многожильного провода с наконечником при помощи обжима охватывающего электропроводящего элемента магнитным полем.

В данном случае, так же как и в аналоге, осуществляется чисто плотное механическое соединение проводов с втулкой, что также требует значительных затрат энергии.

В предлагаемом способе соединения металлических объектов, при котором электропроводный элемент, охватывающий соединяемые объекты, обжимают импульсным магнитным полем, охватывающий элемент выполняют не замкнутым в окружном направлении.

На фиг.1 представлен пример соединения металлических объектов встык, на фиг.2 - пример соединения внахлест, на фиг.3 - вид сварного шва, который получается после обжатия не замкнутого охватывающего элемента в магнитном поле при соединении встык, на фиг.4 - вид сварного шва, который получается после обжатия не замкнутого охватывающего элемента в магнитном поле при соединении внахлест.

Соединяемые металлические объекты 1 и 2 помещают в электропроводный охватывающий элемент 3, например во втулку, которая не замкнута в поперечном направлении и имеет кромки 4. На охватывающий элемент 3 навивают спираль 5 индуктора, по которой пропускают разрядный ток.

В начальный момент времени ток, наведенный на втулке 3, проходит и по соединяемым объектам 1 и 2, при этом между ними и втулкой возникает электрическая дуга. Под действием сил импульсного магнитного поля втулка 3 начинает уменьшаться в диаметре, происходит приварка внутренней стенки втулки к соединяемым объектам 1 и 2.

Электрическая дуга возникает и на кромках 4 втулки 3, которые, захлопываясь под действием сил импульсного магнитного поля, также свариваются 5.

В данном случае получается не только плотное механическое соединение охватывающего элемента и соединяемых объектов, но и сварка их между собой.

Кроме того, незамкнутый в окружном направлении охватывающий элемент обжать значительно легче, чем целый, что позволит получить соединение при более низком энергопотреблении.

Предлагаемый способ позволяет значительно сократить энергозатраты, увеличить надежность и прочность получаемого соединения металлических объектов.

Способ соединения металлических объектов, при котором электропроводный элемент, охватывающий соединяемые объекты, обжимают импульсным магнитным полем, отличающийся тем, что охватывающий элемент выполняют не замкнутым в окружном направлении.