Машина для сварки трением Советский патент 1988 года по МПК B23K20/12 

оо

00 N3 О5 ГчЭ

Изобретение относится к сварке, а именно к устройствам для сваркн трением.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей машины сварки трением и повышение качества получаемых сварных соединений.

На чертеже показана конструктивная схема машины для сварки трением.

Машина состоит из корпуса-магнитопро- вода 1, внутри которого на втулке 2, выполненной из неферромагнитного материала, установлен неподвижно сердечник 3. Якорь 4 электромагнита связан с зажимным устройством 5 через торсионный вал 6. На зажимном устройстве 5 закреплена обмотка 7, подключенная к источнику переменного тока, витки которой перпендикулярны магнитному потоку, показанному штриховой линией, создаваемому обмоткой 8, подключенной к источнику постоянного тока. Витки обмотки 7 размешены в кольцевом зазоре, образованном корпусом-магнитопро- водом и сердечником электромагнита. Обмотка 7 представляет собой конструкцию из медных стержней и двух токосъемных колец, выполненных в виде беличьей клетки. Стержни закреплень в пазах зажимного устройства 5. Обшее количество стержней 25. Тангенциальное усилие, действую- шее на каждый стержень, примерно 5 кг. Диа метр стержня 10 мм. Деформация стержней под действием сил находится в пределах упругости стержней. Зажимное устройство 5 имеет максимальную амплитуду колебаний ± 2°. Неподвижное зажимное устройство 9 закреплено на корпусе-магнито- проводе 1. Для возврата якоря 4 установлена пружина 10. Соосность сварного соединения обеспечивается направляюшей втулкой 11. Сварочный стык обозначен позицией 12.

Машина работает следуюшим образом.

После установки деталей в зажимных устройствах 5 и 9 включаются обмотки 8 и 7. При этом обмоткой 8 создается магнитный поток в магнитопроводе электромагнита. На якорь 4 действует сила, направленная вправо к сердечнику 3. На обмотку 7, по которой протекает ток, действует переменная по направлению тангенциальная сила, пропорциональная величине магнитной индукции в зазоре, величине тока в обмотке, количеству витков и длине каждого витка. Так как обмотка 7 закреплена на зажимном устройстве 5, то крутяший момент передается на свариваемую деталь, закрепленную в зажимном устройстве 5. Упругость торсионного вала 6 и массу зажимного устройства 5 подбирают так, чтобы частота собственных крутильных колебаний торсионного вала с зажимным уст0

5

0

5

0

5

0

5

0

ройством совпадала с частотой переменного тока обмотки 7. В этом случае практически вся энергия крутильных колебаний расходуется на разогрев торцов свариваемых деталей теплом трения. По истечении заданного времени разогрева (реле времени условно не показано) обмотка 7 отключается, колебания прекрашаются за счет момента трения в стыке и создается проковочное давление. После проковки сварка закончена.

При сварке деталей другого диаметра и материала с помошью регуляторов тока (не показаны), установленных в цепи питания обмоток 7 и 8, осушествляется настройка машины на оптимальный режим сварки.

Достоинством оборудования для сварки трением, в котором для разогрева сварочного стыка используются крутильные колебания, является воз.можность сварки длинномерных деталей, требуюших четкой угловой взаимной ориентации (карданные валы, реактивные штанги, детали шестигранной формы и т.п.). Кроме того, отсутствие в машине подшипникового узла позволяет сушественно повысить ресурс работы машины, уменьшить трудозатраты на ее текушее обслуживание, конструктивное выполнение машины позволяет осуществить независимое регулирование величины сварочного давления (регулировкой тока в обмотке постоянного тока) и крутящего момента (регулировкой тока в обмотке переменного тока) и тем самым подобрать наиболее оптимальный сварочный режим, что расширит технологические возможности машины и повысит качество сварных соединений.

Формула изобретения

Машина для сварки трением, включающая корпус-магнитопровод с обмотками, одна из которых соединена с источнико.м переменного тока, а другая - с источником постоянного тока, якорь и связанное с ним зажимное устройство для подвижной детали, установленное с возможностью упругих крутильных колебаний, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения качества сварных соединений, она снабжена сердечником с отверстием, установленным в корпусе-магнитопроводе с зазором, и торсионным валом, установленным в отверстии сердечника и связываюшим якорь с подвижным зажимным устройством, при этом обмотка переменного тока размешена в зазоре, образованном сердечником и корпусом- магнитопроводом, и жестко связана с зажимным устройством для подвижной детали.

1 6 10

f

3 711П 5 29

LLIV( I L

Изобретение относится к устройствам для сварки трением и может быть использовано для сварки длинномерных деталей, требующих взаимной ориентации, и любых других деталей, которые целесообразно изготавливать с использованием сварки трением. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение качества сварного соединения. Устройство содержит привод крутильных колебаний и электромагнитный привод осевого сварочного давления, конструктивно объединенные в одно целое. Крутильные колебания создаются за счет того, что на зажимном устройстве для подвижной свариваемой детали закреплена обмотка переменного тока, взаимодействующая с магнитным потоком электромагнита, создающего осевое сварочное давление. Зажимное устройство связано с якорем электромагнита посредством торсионного вала, частота свободных колебаний которого вместе с массой зажимного устройства равна частоте переменного тока обмотки. Это позволяет использовать при сварке резонансный режим и затрачивать минимальное количество энергии при сварке трением. Раздельное регулирование сварочного давления и крутящего момента позволяет подбирать оптимальные режимы сварки и сваривать детали, которые на существующем серийном оборудовании сварить невозможно. 1 ил. с е сл