Способ контактной точечной сварки деталей неравной толщины Советский патент 1983 года по МПК B23K11/10 

Изобретение относится к контактной .точечной сварке и может быть использовано при изготовлении сварных металлоконструкций в различных областях машиностроения. Известен способ контакт«ой точеч{ ой сварки деталей неравной толщины включающий операции подготовки поверхностей свариваемых детгшей, сбор ки , сжатия их между электродами сварочно.й мтиины, нагрева импульсом сва рочного тока, пропускаемого между . электродам, при котором между сва;ри ваемыми деталями помещают прокладки из материала с высоким электросопротивлением, а на элек-троде, обра щенном к более тонкой детали, выполняют кольцевую выточку, либо запрессовывают в него кольцо из материала с малой электропроводностью fl 3. Недостатком указанного способа является низкое качество сварных соеди нений, обусловленное малой усталостной прочностью. Известен также способ контактной т чечной сварки, -при котором подготавливают поверхности свариваемых дета.лей, собирают, сжимают их между элек тродами сварочной машины, один из которых связан с концентраторюм и источником ультразвуковых колебаний нагревают импульсом сварочного тока пропускаемого между электродами, и вводят ультразвуковые колебания 2 Недостатком известного способа является низкая прочность сварных соединейий деталей неравной толщины, обусловленная смешением яатого ядра в более толстую из свариваемых деталей. . Цель изобретения - повышение качества сварных соединений путем повышения ИХ усталостной, прочности. Указанная цель достигается тем, что, согласно способу контактной точечной сварки деталей неравной тол щины, при котором подготавливаю люв рхности соединяемых деталей, соб рают,сжимают их между электродами сва рочной машина, один из которых соеди нен с концентратором и источником ультразвуковых колебаний, нагревают импульсом сварочного тока, пропускаемого между электродами, и вводят ультразвуковые колебания, более тонкую деталь устанавливают со стороны , электрода , связанного с концент ратбром и источником ультразвуковых колебаний, а более толстую деталь перед операцией сборки охлаждают до температуры, определяемой из выра жения . где Т и Т - температуры соответств но более толстой и бол тонкой деталей (С ); ot 30-70 - температурный коэффициент ; сЛи оС|- толщины соответственно более толстой и более тонкой деталей мм.. Способ осуществляют на серийных машинах для контактной Точечной сварки с использованием серийных генераторов ультразвуковых колебаний. Предварительное охлаждение более толстой из соединяемых деталей осуществляют в холодильниках либо в камерах,, заполняемых сухим льдом, сжиженными газами и другими охлаждающими средами . Ввод ультразвуковых колебаний в изделие через более тонкую деталь снижает в ней уровень остаточных напряжений II рода, способствуя тем самым повЕДиению усталостной прочности, Предварительное охлаждение более толстой детали увеличивает температурный градиент при сварке, что способствует снижению уровня остаточных растягивающих напряжений в околоточечной зоне и, как следствие, этого, повышению усталостной прочности. . Предварительное охлаждение более толстой из соединяемых деталей за- трудняет ее нагрев импульсом сварочного тока, что способствует смещению литого ядра в более тонкую деталь. Ввод ультразвуковых колебаний через более тонкую из соединяемых деталей обеспечивает выделение в ней дсзполнительного количества, тепла, обусловленного потерями энергии колебаний, что также смещает литое ядро в сторону более тонкой из деталей. Использование изобретения обеспечивает устойчивое формирование сварного соединения деталей неравной толщины. Выражение для расчета температуры предварительного охлаждения.и пределы измения температурного коэффициента oi получены экспериментально из условия получения надежного проплавле ния более тонкой из соединяемых деталей и из экономических соображений, так как при снида-ается температура предварительного охлаждения более толстой детали, что приводит к увеличению стоимости этой операции. {Более.высокие значения коэффициента 0 принимают при низкой жесткости режима,, высокой электропроводности материала соединяемых деталей и значительной разнице в толщинах сЛ и еГ. Проводится контактная точечная сварка деталей из малоуглеродистой стали толщиной 2 + 5 мм. Сварено две партии образцов по 1 шт. в каждой парт«и. Образцы первой партии :сваривают согласно предлагаемому способу, при котором детали толщиной 5 мм охлаж-; дают до -70 С, помещая их в емкость с сухим льдом. Со стороны более тонкой детали в процессе сварки .через; электрод вводят ультразвуковые колебания частотой 22 кГц, с амплитудой 12 мкм..

Основные параметры режима сварки выбраны следующим образом. :

Усили1е сжатия 800 кгс, сварочный ток 12000 А, длительность импульса сварочного тока и ультразвуковых коле баний 0/25 с.

Для получения сравнительных данных паргшлёльно сваривают вторую партию образцов с использованием ;йзвестного способа сварки с введением ультразвуковых колебаний.

: Результаты сравнительных испыта- . НИИ показали, что все образш обеих партий имели нормально сформировавшее-; ся литое ядро. Предел выносливости образцов первой партии был на 10-15% выше, чем у образцов второй партии. Использование предлагаемого способа контактной точечной сварки де|талей неравной толщины обеспечивает 1зкономию металла за счет отказа от {Прокладок между соединяемыми детаг лями, повьшение коррозионной стой:кости путем устранения разнородных материалов из.сварного соединения, повьааение усталостной прочности, 5 надежиости и долговечности КОНСТРУКЦИИ:

СПОСОБКОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ НЕРАВНОЙ.ТОЛЩИНЫ, при котором подготавливгиот поверхности соединяемых деталей, собирают, с симают их между электродами сварочной машины, один из которых соединен с концентратором и источником ультра- звуковых колебаний, нагревают импульсом сварочного тока, пропускаемого между электродами, и вводят ультразвуковые колебания, 6 т л ичающийся тем, что, с целью повы1иения качества сварных соединений, более тонкую деталь устанавлиBcUOT со стороны электрода, связанного с концентратором и источником ультразвуковых колебаний, а более толстую.деталь перед операцией сборки охлаждают до температуры, определяемой из выражения (Л. Т4Т,-сС(Л где т и т. температуры соответственно более толстой и более тонкой деталей, °с; ЫеЭО- 70 температурный коэффициент 3 «Ли А толщины соответдтвенно 1 более толстой и более тонкой деталей, мм. со 00 00 UD