СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЯ ИЛИ ЕГО СПЛАВОВ СО СТАЛЬЮ Российский патент 2023 года по МПК B23K28/00 B23K103/18 C25D2/00 

Описание патента на изобретение RU2790853C2

Изобретение относится к способам сварки изделий из алюминия и его сплавов со сталями. Они могут быть использованы при производстве металлоконструкций в различных отраслях промышленности. Известен способ сварки металлов и сплавов на основе электролитической диссоциации (RU 2014979 C1, опубликованный 30.06.1994 г.), где в основу положен принцип получения жидкого присадочного металла в процессе сварки из объема шлаковой ванны, состоящей из криолитно-глиноземного расплава. При пропускании через этот расплав постоянного тока идет электролиз, сварка происходит за счет осаждения металла на заготовках из электролита, при этом температуру электролита поддерживают в пределах 930-960°С.

Недостатком данного способа является высокая температура электролита-расплава, что может привести к изменению свойств свариваемых металлов зоне сваривания, в частности алюминия и других цветных металлов, чья температура плавления находится в пределах 550- 900°С.Известен способ электролитно-плазменной сварки изделий из алюминия и его сплавов (Патент РФ RU 2625145 C1, опубликованный 11.07.2017. Бюл. №20). Способ характеризуется тем, что обеспечивается сварка изделий из алюминия и его сплавов в неинертной (парогазовой) среде без снижения технологических параметров алюминия и его сплава - дюралюминия. Отличительной особенностью способа электролитно-плазменной сварки изделий из алюминия или его сплава является то, что происходит мгновенное катодное распыление оксидной пленки под действием положительных ионов электрического разряда в неинертной (парогазовой) среде при невысоких температурах электролита Т=350 К. Тем самым исключается необходимость в доведении температуры свариваемой зоны до температуры плавления оксидной пленки алюминия, что, в свою очередь, позволяет сохранить технологические параметры свариваемых материалов и изделий. Недостатком данного способа является то, что данным способом определена сварка алюминия и его сплавов без комбинации с другими металлами. Этот патент является аналогом и прототипом предлагаемого способа электролитно-плазменной сварки изделий из алюминия и его сплавов со сталью.

Решаемой технической задачей (технический результат), на решение которой направлено заявляемое изобретение является обеспечение сварки изделий из алюминия или его сплава со сталью в неинертной парогазовой среде, без снижения технологических параметров свариваемых изделий, таких как температура плавления.

Технический результат достигается тем, что совмещают сталеалюминиевые заготовки толщиной 1-3 мм в парогазовой среде, одна из которых выполнена из алюминия или его сплава, а другая из стали, погружают их в электролит на глубину контакта, соответствующую зоне сваривания, и подают на них отрицательный потенциал, погружают в электролит проводник, на который подают положительный потенциал, прикладывают напряжение от 200 до 400 В и тока разряда от 5 до 100 А, обеспечивающих образование в зоне контакта низкотемпературной плазмы до получения сварного соединения между свариваемыми заготовками, причем в качестве электролита используются водные растворы солей.

Рассмотрим реализацию предполагаемого способа электролитно-плазменного способа сварки изделий из стали, алюминия или его сплава с использованием устройства на фиг. 1. Предварительно совмещают свариваемые изделия 2 зонами сваривания 3, подают на них отрицательный потенциал и погружают зоны сваривания 3 в электролит 4 на глубину контакта, соответствующую зоне сваривания, при этом в электролит погружают проводящую пластину 5, на которую подают положительный потенциал, прикладывают напряжение, при котором появляется устойчивый разряд в зоне контакта с получением низкотемпературной плазмы между катодом, которым являются свариваемые изделия 2, и анодом, которым является электролит 4, зажигают разряд между свариваемыми изделиями и осуществляют сварку до образования сварного соединения, причем в качестве электролита может быть использован 5-15% раствор хлорида натрия в водопроводной воде.

На фиг. 2 представлено изображение изделий после сварки алюминия со сталью (фиг. 2а и 2б), дюралюминия со сталью (фиг. 2в).

Выбор конкретного значения напряжения, тока, состава и концентрации водного раствора электролита устанавливаются исходя из оптимальных условий для сварки изделий из стали, алюминия или его сплава низкотемпературной плазмой разряда в электролите.

Заявленное изобретение направлено на проведение сварки изделий из алюминия или его сплавов со сталью, с развитой внешней и внутренней поверхностью, без использования инертных газов, без присадочной проволоки и предварительной зачистки свариваемых контактов, причем в качестве электролита могут быть использованы водные растворы солей. Этот способ электролитно-плазменной сварки тонкостенных материалов из алюминия и его сплавов со сталью позволяет производить сварку малогабаритных материалов и изделий без инертной среды, без присадочной проволоки и предварительной механической и химической зачистки заготовок. В отличие от известных способов сварки этот способ позволяет получить при испытаниях сварных швов на разрыв большую силу разрыва между алюминием или его сплавами со сталью.

Похожие патенты RU2790853C2

название год авторы номер документа
Способ электролитно-плазменной сварки цветных металлов и их сплавов 2020
  • Гайсин Азат Фивзатович
  • Гайсин Алмаз Фивзатович
  • Багаутдинова Лилия Наилевна
  • Гайсин Фивзат Миннебаевич
  • Мастюков Шамиль Чингизович
RU2751500C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВА 2016
  • Гайсин Алмаз Фивзатович
RU2625145C1
СПОСОБ ПЛАЗМЕННО-АКУСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ 2018
  • Гильмутдинов Альберт Харисович
  • Гайсин Алмаз Фивзатович
RU2675612C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 2015
  • Гайсин Алмаз Фивзатович
  • Гильмутдинов Альберт Харисович
RU2621744C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ И ПОЛИРОВКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Гайсин Азат Фивзатович
RU2324769C2
Электролитно-плазменный способ получения газообразного водорода в газожидкостной среде 2022
  • Гайсин Азат Фивзатович
  • Гайсин Алмаз Фивзатович
  • Багаутдинова Лилия Наилевна
  • Гайсин Фивзат Миннебаевич
RU2796822C1
Способ плазменно-жидкостного получения металлических порошков из изделий 3D-печати 2022
  • Гайсин Алмаз Фивзатович
RU2802608C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЯ (ВАРИАНТЫ) 1996
  • Гайсин Фивзат Миннебаевич
  • Галимова Руфина Камилевна
RU2111284C1
СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Гайсин Азат Фивзатович
RU2335551C2
Способ электролитно-плазменного удаления покрытий с деталей из легированных сталей и жаропрочных сплавов 2018
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Таминдаров Дамир Рамилевич
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Плотников Николай Владимирович
  • Кутушева Лейла Рустамовна
RU2694397C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 790 853 C2

Реферат патента 2023 года СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЯ ИЛИ ЕГО СПЛАВОВ СО СТАЛЬЮ

Изобретение относится к способам сварки изделий с развитой внешней и внутренней поверхностью из алюминия или его сплавов со сталями в парогазовой среде. Совмещают заготовки толщиной 1-3 мм, одна из которых выполнена из алюминия или его сплава, а другая из стали. Погружают их в электролит на глубину контакта, соответствующую зоне сваривания, и подают на них отрицательный потенциал. Погружают в электролит проводник, на который подают положительный потенциал и прикладывают напряжение от 200 до 400 В при токе разряда от 5 до 100 А, обеспечивающие образование в зоне контакта низкотемпературной плазмы, до получения сварного соединения между свариваемыми заготовками, причем в качестве электролита используются водные растворы солей. Способ обеспечивает получение сварных соединений изделий из алюминия или его сплавов со сталью без использования инертных газов, без присадочной проволоки и предварительной механической или химической зачистки свариваемых поверхностей. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 790 853 C2

Способ электролитно-плазменной сварки сталеалюминиевых заготовок толщиной 1-3 мм в парогазовой среде, включающий совмещение свариваемых заготовок, одна из которых выполнена из алюминия или его сплава, а другая из стали, погружение их в электролит на глубину контакта, соответствующую зоне сваривания, и подачу на них отрицательного потенциала, погружение в электролит проводника, на который подают положительный потенциал, приложение напряжения от 200 до 400 В и тока разряда от 5 до 100 А, обеспечивающих образование в зоне контакта низкотемпературной плазмы, до получения сварного соединения между свариваемыми заготовками, причем в качестве электролита используются водные растворы солей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2790853C2

СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВА 2016
  • Гайсин Алмаз Фивзатович
RU2625145C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПРОВОЛОКИ 1997
  • Андреев А.В.(Ru)
  • Андреева Ю.Б.(Ru)
  • Назаренко Владимир Анатольевич
  • Иванов Г.И.(Ru)
RU2136466C1
СПОСОБ НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ 2001
  • Караник Ю.А.
RU2210637C2
KR 100864670 B1, 23.10.2008.

RU 2 790 853 C2

Авторы

Гайсин Алмаз Фивзатович

Багаутдинова Лилия Наилевна

Гайсин Азат Фивзатович

Гайсин Фивзат Миннебаевич

Даты

2023-02-28Публикация

2020-07-28Подача