Способ контактной точечной сварки меди и медных сплавов


 

B23K103/12 - Пайка или распаивание; сварка; плакирование или нанесение покрытий пайкой или сваркой; резка путем местного нагрева, например газопламенная резка; обработка металла лазерным лучом (изготовление изделий с металлическими покрытиями экструдированием металла B21C 23/22; нанесение облицовки или покрытий литьем B22D 19/08; литье погружением B22D 23/04; изготовление составных слоистых материалов путем спекания металлического порошка B22F 7/00; устройства для копирования и регулирования на металлообрабатывающих станках B23Q; покрытие металлов или материалов металлами, не отнесенными к другим классам C23C; горелки F23D)

Владельцы патента RU 2558322:

Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (RU)

Изобретение относится к способу контактной точечной сварки меди и медных сплавов. Изобретение может быть использовано в приборостроении, при контактной сварке металлов с высокой теплопроводностью, в частности меди и ее сплавов, и металлов с покрытием на их основе. Собирают элементы деталей из меди и медных сплавов. Размещают сборку между сварочными электродами. Осуществляют сварку путем пропускания импульсов сварочного тока и приложения давления сжатия. В качестве сварочных электродов используют электроды, выполненные из графита. Пропускание импульсов сварочного тока осуществляют при постоянно сжатых электродах в течение времени, необходимого для нагрева элементов деталей до температуры не выше 0,8 температуры плавления меди. При этом сварку осуществляют в вакууме 1,33·10-2 мм рт.ст. Изобретение позволяет сваривать металлы с высокой электропроводностью с высокой прочностью, стабилизировать качество сварного соединения, повысить коррозионную стойкость, свести к минимуму сварочные дефекты при грамотном подборе режимов сварки. 1 табл.

 

Изобретение относится к сварке, а именно к способам соединения деталей из меди и медных сплавов методом контактной точечной сварки, может быть использовано для сварки деталей, работающих в условиях эксплуатации с высокими требованиями к качеству сварных соединений, и может быть использовано во всех отраслях промышленности, в том числе приборостроении.

Известен способ контактной точечной сварки молибдена (см., например, авторское свидетельство №210962, МПК B23K 11/16), при котором между свариваемыми поверхностями помещают промежуточную цельнометаллическую прокладку из титана.

Недостатком способа является его ограниченность применения - только для точечной сварки молибдена и экономическая нецелесообразность применения этого метода.

Прототипом данного изобретения является способ контактной точечной сварки (патент №2270081, МПК B23K 11/16, B23K 11/10, опубл. 20.02.2006), согласно которому при способе точечной сварки металлов с высокой электропроводностью, таких, например, как медь, алюминий, сплавов и металлов с покрытием на их основе, между свариваемыми поверхностями вводят промежуточную порошкообразную прослойку, причем указанную порошкообразную прослойку наносили на одну из свариваемых внутренних поверхностей детали, при этом толщина прослойки не превышала 0,3 мм. Порошкообразная прослойка состоит из самофлюсующегося с высоким электросопротивлением хромоникелевого сплава марки ПГ-СР с содержанием Ni и Cr 70-80%, остальное - C, Si, Mn, B, Fe. В процессе сварки расплавленный металл прослойки под действием осевых нагрузок вытесняют на периферию формирующейся сварочной точки.

Недостатками этого способа являются:

- низкая производительность процесса и высокая трудоемкость изготовления;

- ограниченность применения;

- наблюдается снижение коррозионной стойкости;

ограниченность функциональных возможностей промежуточного слоя, входящие в него компоненты недостаточно обеспечивают удаление вредных окисных и газовых составляющих из разогретой контактной зоны;

- экономическая нецелесообразность применения этого метода;

- окисление металла, образование на поверхности металла плотной и прочной оксидной пленки, плавящейся при температуре не менее 2100°C, затрудняющей процесс сварки и снижающей качество сварного соединения;

- затруднен контроль за нагревом и расплавление металла.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке способа соединения деталей из меди и медных сплавов методом контактной точечной сварки, в устранении указанных выше недостатков, расширении технических возможностей за счет использования вакуума и графитовых наконечников на электродах. Все это в совокупности и образует прочное и качественное сварное соединение при оптимальном подборе режима сварки. Это позволяет:

- снизить трудоемкость сварочного процесса;

- исключить окисление металла;

- обеспечить необходимую прочность соединения;

- обеспечить высокую коррозионную стойкость сварного соединения;

- исключить структурные изменения литого ядра и посторонних в нем включений.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе контактной точечной сварки, меди и медных сплавов, включающем сборку элементов, размещение сборки между сварочными электродами и сварку при пропускании импульсов сварочного тока и приложении давления сжатия, в качестве сварочных электродов используют электроды, выполненные из электропроводного материала с низкой теплопроводностью, пропускание импульсов сварочного тока осуществляют при постоянно сжатых электродах в течение времени, необходимого для нагрева элементов до температуры не выше 0,8 температуры плавления меди, при этом сварку осуществляют в вакууме 1,33·10-2 мм рт.ст. В качестве сварочных электродов используют электроды, выполненные из графита.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что выбранные сварочные режимы обеспечивают высокие механические свойства сварочного шва. Пропускание импульсов сварочного тока осуществляют при постоянно сжатых электродах в течение времени, необходимого для нагрева элементов до температуры не выше 0,8 температуры плавления меди, что обеспечивает интенсивность образования и формирования сварного соединения деталей из меди и медных сплавов. Сварка в вакууме и в процессе осадки очищает свариваемые поверхности от оксидов, повышая качество сварки, и позволяет снизить расход электроэнергии на разогрев контакта, а также обеспечивает диффузию на полную глубину, что создает соединение из меди и медных сплавов повышенной прочности. Сварные соединения, изготовленные этим способом, подвергались механическим испытаниям. Графитовые электроды обеспечивают локализацию выделения тепла исключительно в точке контакта.

По способу-прототипу, способу-аналогу и заявленному изобретению были изготовлены сварные детали. Результаты испытаний механических свойств деталей, при температуре 20°C, по стандартным методикам испытания, представлены в таблице.

Пример 1. Сваривалась деталь методом контактной точечной сваркой из меди М2 толщиной 0,8 мм+0,8 мм.

Сборка размещалась в камере, которая обеспечивает вакуум 1,33·10-2 мм рт.ст. между электродами, выполненными из графита. Затем пропускаются импульсы сварочного тока при постоянно сжатых электродах в течение времени, необходимого для нагрева элементов до температуры не выше 0,8 температуры плавления меди.

Режим контактной точечной сварки для всех способов: давление сварки - 0,15 МПа, сварочный ток - 16 кА, длительность импульса тока - 0,3 сек, длительность проковки - 0,1 сек, диаметр электрода - 18 мм с радиусной заточкой рабочей части.

Диаметр полученной сварной точки 5 мм.

Пример 2. Сваривалась деталь методом контактной точечной сваркой из латуни Л63 толщиной 1,0 мм+1,0 мм по условиям примера 1 при тех же режимах сварки.

Диаметр полученной сварной точки 8 мм.

Пример 3. Сваривалась деталь методом контактной точечной сваркой из латуни Л63 толщиной 1,0 мм+меди М2 толщиной 1,0 мм по условиям примера 1 при тех же режимах сварки.

Диаметр полученной сварной точки 6 мм.

Результаты испытаний механических свойств деталей, при температуре 20°C, по стандартным методикам испытания, представлены в таблице.

Способы Результат механических испытаний при 20°С
Пример 1.М2+М2 Образцы разрушались по основному металлу с усилием 100 кг
Пример 2. Л63+Л63 Образцы разрушились по основному металлу с усилием 120 кг
Пример 3. Л63+М2 Образцы разрушились по основному металлу с усилием 115 кг

Полученные результаты выявили надежность сварного соединения, механическую прочность, зависимость сварного соединения от теплофизических свойств материала. Металлографические исследования выявили наличие литого ядра точки из основного металла и отсутствие в нем включений.

Таким образом, предлагаемое изобретение - способ контактной точечной сварки позволяет сваривать металлы с высокой электропроводностью с высокой прочностью, стабилизирует качество сварного соединения, повышает коррозионную стойкость, снижает энергетические затраты, повышает технологичность изготовления сварных конструкций, сведены к минимуму сварочные дефекты при грамотном подборе режимов сварки.

Способ контактной точечной сварки деталей из меди и медных сплавов, включающий сборку элементов деталей, размещение сборки между сварочными электродами и сварку путем пропускания импульсов сварочного тока и приложения давления сжатия, отличающийся тем, что в качестве сварочных электродов используют электроды, выполненные из графита, пропускание импульсов сварочного тока осуществляют при постоянно сжатых электродах в течение времени, необходимого для нагрева элементов деталей до температуры не выше 0,8 температуры плавления меди, при этом сварку осуществляют в вакууме 1,33·10-2 мм рт.ст.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу электроконтактной сварки металлических листов с неэлектропроводным покрытием. Изобретение может быть использовано в строительстве для изготовления кровельных материалов, в автомобилестроении при производстве кузовных деталей, в авиастроении и ракетной техники при изготовлении деталей внутренней и внешней обшивки летательных аппаратов и т.п.
Изобретение относится к контактной сварке, в частности к способу контактной точечной сварки металлов с высокой электропроводностью. .

Изобретение относится к области контактной точечной сварки, а именно для сварки оцинкованных стальных листов, используемых в автомобилестроении для повышения коррозионной стойкости стального листа.
Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано для диффузионной сварки деталей из никеля, железа и кобальта при температурах гораздо ниже температур плавления указанных металлов.

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при контактной односторонней точечной сварке тонколистовых материалов с токоизолирующим покрытием. .

Способ и машина для контактной точечной сварки с фигурным ходом верхнего электрода могут быть использованы для сварки сеток, каркасов и других изделий из проволоки, арматуры, стержней, труб, полос металла и различного длинномерного металлопроката.

Изобретение относится к способам сборки под сварку изделий коробчатой формы на специализированных устройствах. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к нанесению порошковых покрытий с помощью электроконтактной сварки, и может быть использовано для восстановления и упрочнения рабочих поверхностей.

Изобретение относится к машиностроительной области, в частности к станкостроению, и может быть использовано на автоматических линиях для контактной точечной сварки кузовных деталей автомобиля.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к приспособлениям в установке для контактной сварки. .

Изобретение относится к многоэлектродному устройству для контактной сварки арматурной сетки. .

Изобретение относится к сварочному производству и пригодно в электродах КТС. .

Изобретение относится к сварочному устройству точечной сварки, в частности к сварочным клещам. .

Изобретение относится к робототехническому комплексу для контактной точечной сварки каркаса тепловыделяющей сборки, состоящего из нижней решетки и дистанционирующих решеток, соединенных между собой каналами.

Изобретение относится к способу изготовления листовых стальных изделий из заготовок из стального листа или стальных лент различной толщины и/или материалов. Заготовки свариваются друг с другом вдоль стыка с получением сварного шва (7), образованного кромками заготовок из стального листа или стальными лентами.
Наверх