СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРКОЙ ВЗРЫВОМ ДЕТАЛЕЙ С ВНУТРЕННИМИ ПОЛОСТЯМИ Российский патент 1999 года по МПК B23K20/08 B23K101/04 

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности, к технологии получения деталей с внутренними полостями.

Известен способ изготовления сваркой, взрывом деталей с внутренними полостями, включающий соединение двух металлических заготовок при помощи взрыва, при этом в неподвижной заготовке предварительно выполняют пазы и заполняют их наполнителем на часть высоты их ребер, а в подвижной заготовке предварительно выполняют полости между перемычками таким образом, чтобы перемычки входили в пазы, а ребра в полости при соединении заготовок (см. описание изобретения к авторским свидетельству СССР N 391794, МПК B 23 K 20/08, публикация (07.12.80 г.).

Недостатком известного способа является большая трудоемкость изготовления заготовок.

Известен способ изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями, включающий укладку полостеобразующих элементов, например труб, с наполнителем в каналы матрицы, установку заготовки параллельно матрице с зазором между ними, расположение на заготовке заряда взрывчатого вещества и осуществление сварки взрывом. Предварительно в каналы матрицы устанавливают вкладыши из более пластичного материала, а трубы запрессовывают в этих вкладышах. При этом более пластичный материал берут в виде порошка (см. описание изобретения к патенту РФ N 1743075, МПК B 23 K 20/08, публикация 27.02.95 г. ).

Недостатком известного способа является то, что он не исключает приваривание свариваемых деталей к матрице, так как порошок вкладыша полностью не изолирует стенки каналов матрицы и лицевую поверхность матрицы от свариваемых деталей.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является исключение приваривания свариваемых деталей к матрице, повышение качества соединения сваркой и снижение трудоемкости изготовления деталей с внутренними полостями.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями, включающем укладку полостеобразующих элементов, например труб круглого, квадратного, прямоугольного, трапецеидального и овального поперечного сечения с наполнителем в каналы матрицы, установку заготовки параллельно матрице с зазором между ними, расположение на заготовке заряда взрывчатого вещества и осуществление сварки взрывом, на лицевую поверхность и поверхность каналов матрицы наносят защитное покрытие толщиной 0,1-1,0 мм.

Кроме того, защитное покрытие выполняют путем нанесения суспензии мела в жидком стекле при следующем соотношении компонентов, мас.%: мел 1-10, жидкое стекло остальное.

Кроме того, в качестве наполнителя используют смесь поваренной соли и тиосульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: поваренная соль 30-70, тиосульфат натрия остальное.

Кроме того, используют матрицу с трапецеидальными каналами, имеющими глубину равную 0,5-0,75 диаметра полостеобразующих элементов (трубы).

Кроме того, используют матрицу с каналами V-образной формы, имеющими глубину равную 0,9-1,2 диаметра полостеобразующей трубы.

Кроме того, используют стальную матрицу.

Кроме того, используют бетонную матрицу.

Кроме того, используют матрицу с выпуклой лицевой поверхностью.

Кроме того, используют матрицу с вогнутой лицевой поверхностью.

Кроме того, используют матрицу с волнистой лицевой поверхностью.

Это позволяет исключить приваривание свариваемых деталей к матрице, повысить качество соединения и снизить трудоемкость изготовления деталей с внутренними полостями. Так, по сравнению с прототипом отпадает необходимость предварительно подогревать трубы и сплав Вуда для заполнения им труб. Новый наполнитель помещают в трубы, находящиеся в холодном состоянии. Кроме того, съем изготовленной детали с внутренними полостями в прототипе затруднен. Новая форма каналов матрицы в виде трапеции или V-образная лишена этого недостатка. Кроме того, использование матриц с различной лицевой поверхностью расширяет ассортимент изготавливаемых деталей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
На фиг. 1 изображено расположение матрицы, полостеобразующих элементов (труб), заготовки и заряда взрывчатого вещества перед сваркой взрывом.

На фиг. 2 изображена готовая деталь с внутренними полостями, изготовленная сваркой взрывом.

Способ реализуют следующим образом.

Берут матрицу 1 с каналами 2 и на лицевую поверхность 3 и поверхность 4 каналов 2 матрицы 1 наносят защитное покрытие 5 толщиной 0,1-1,0 мм. Защитное покрытие 5 выполняют путем нанесения суспензии мела в жидком стекле при следующем соотношении компонентов мас.%: мел 1-10, жидкое стекло остальное. В качестве наполнителя 6 используют смесь поваренной соли и тиосульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: поваренная соль 30-70, тиосульфат натрия остальное.

Укладывают полостеобразующие элементы 7, например трубы, с наполнителем 6 в каналы 2 матрицы 1. Устанавливают заготовку 8 параллельно матрице 1 с зазором между ними. На заготовке 8 располагают заряд 9 взрывчатого вещества. Заряд 9 инициируют электродетонатором 10. Осуществляют сварку взрывом. После сварки взрывом из матрицы 1 снимают готовую деталь 11 с внутренними полостями 12 и удаляют наполнитель 6 из полостей 12. Получают в результате деталь 11 с внутренними полостями 12, которые в дальнейшем используют для циркуляции жидкости или газа.

Конкретные примеры реализации предлагаемого способа приведены в таблице.

Остальные данные.

Берут, например, стальную матрицу 1 толщиной 20 мм с трапецеидальными или V-образной формы каналами 2 для реализации данного способа. В качестве полостеобразующих элементов 7 используют алюминиевые трубы диаметром 12мм и толщиной стенок 1,5мм или стальные трубы из стали СтЗ диаметром 12 мм и толщиной стенок 1,0 мм, или медные трубы диаметром 10-12 мм и толщиной стенок 1,0-1,5 мм.

Устанавливают плоскую алюминиевую заготовку 8 толщиной 3 мм параллельно стальной матрице 1 с зазором 3мм параллельно стальной матрице 1 с зазором 5мм, на которую устанавливают заряд 9 взрывчатого вещества типа аммонит N 6ЖВ высотой 15 мм.

Использование предлагаемого изобретения позволяет исключить приваривание свариваемых полостеобразующих элементов 7 и заготовки 8 к матрице 1, повысить качество соединения сваркой взрывом и снизить трудоемкость изготовления деталей с внутренними полостями.

Изобретение относится к технологии машиностроения. На лицевую поверхность и поверхность каналов матрицы наносят защитное покрытие толщиной 0,1-1,0 мм. Защитное покрытие выполняют путем нанесения суспензии мела в жидком стекле при следующем соотношении компонентов, мас.%: мел 1-10, жидкое стекло остальное. Трубчатые полостеобразующие элементы с наполнителем укладывают в каналы матрицы, устанавливают заготовку параллельно матрице с зазором между ними. Располагают на заготовке заряд взрывчатого вещества и осуществляют сварку взрывом. В качестве наполнителя используют смесь поваренной соли и тиосульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: поваренная соль 30-70, тиосульфат натрия остальное. Используют стальную матрицу с трапецеидальными или V-образной формы каналами. Способ позволяет исключить приваривание свариваемых деталей к матрице, повысить качество соединения сваркой взрывом и снизить трудоемкость изготовления деталей с внутренними полостями. 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ изготовления сваркой взрывом деталей с внутренними полостями, включающий укладку трубчатых полостеобразующих элементов с наполнителем в каналы матрицы, установку заготовки параллельно матрице с зазором между ними, расположение на заготовке заряда взрывчатого вещества и осуществление сварки взрывом, отличающийся тем, что на лицевую поверхность и поверхность каналов матрицы наносят защитное покрытие толщиной 0,1 - 1,0 мм. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что защитное покрытие выполняют путем нанесения суспензии мела в жидком стекле при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Мел - 1 - 10
Жидкое стекло - Остальное
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют смесь поваренной соли и тиосульфата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поваренная соль - 30 - 70
Тиосульфат натрия - Остальное
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют матрицу с трапецеидальными каналами, имеющими глубину, равную 0,5 - 0,75 диаметра полостеобразующей трубы. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют матрицу с каналами V-образной формы, имеющей глубину, равную 0,9 - 1,2 диаметра полостеобразующей трубы. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют стальную матрицу. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют бетонную матрицу. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют матрицу с выпуклой лицевой поверхностью. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют матрицу с вогнутой лицевой поверхностью. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют матрицу с волнистой лицевой поверхностью.