Установка для оценки технологической прочности при сварке Советский патент 1988 года по МПК G01N3/18 B23K28/00 

г

го

4

to

Ч

ю ю

со

Изобретение относится к конструкциям установок для оценки технологической прочности при сварке, преимущественно импульсной лазерной, и может быть использовано в научных исследованиях при разработке новых материалов и изучении их свариваемости а также в различных областях техники при отработке технологии сварки.

Цель изобретения - повьшение производительности и точности испытаний

На чертеже представлена кинематическая схема установки.

Установка содержит неподвижный за жим 1, закрепленный к панели 2, и подвижный зажим 3, жестко соединенны с зубчатой рейкой 4, для перемещения которой служит электродвигатель 5, . связанный с рейкой А через бесступен чатый механизм регулирования скорост деформирования, выполненный-в виде шарикового вариатора 6, и зубчатую пару 1,

Шариковый вариатор 6 состоит из диска 8, шарика 9, которьш размещён в обойме 10, ролика 11 и механизма 1 регулировки усилия проскальзывания со шкалой 13.

Механизм плавного изменения скорости состоит из рычага 14, дополнительного вала 15 ролика 11 с резьбовым участком, ходовой гайки 16, двух ползун ов 17, тяги 18, шарнирного узла крепления рычага 19 к корпусу вариатора (опоры рычага), дополнительной пары винт-гайка 20 для перемещения опоры рычага, шкалы 21 изменения скорости и шкалы 22 ускорения.

Пблзуны 17 установлены на рычаге 14 и один из них шарнирно связан с тягой 18 обоймы шарика 10, а другой- с гайкой 16 на дополнительном валу 15

Панель 2 установлена на столе лазерной установки Квант-10. Образец для испытаний состоит из двух-пластин 23, которые крепятся в зажимах 1 и 3 в нахлесточном положении и механизмом 24 поджимаются друг к другу для ведения сварки без зазора. Излучение оптического квантового генератора (ОКГ) 25 фокусируют и перемещаю во время испытаний по торцу верхней неподвижной пластины, нижнюю пластину перемещают с плавно убывающей скоростью.

Шаг резьбы (h) на дополнительном валу 15 выбирают в зависимости от диаметра ролика вариатора (DHON ), чис

0

5 0

ла оборотов входного и выходного валов (), времени изменения скорости деформирования образца (t), а также от положения шарика относительно центра диска вариатора в начальный момент (HO). Скорости в точках А и С находят из вьфажений:

VA и),.Н;

Vc uivH,

где uJ - угловая скорость;

Н - расстояние от центра диска до места контакта шарика с диском вариатора. Расстояние Н изменяется по линейному закону

Н HO - h-n -t;

(1)

(2)

как V

с

u).

22ал.

а ui,.H,

ч

Dpo™

Подстановкой вьфажения (2) учают

. 2иЗ,(Но - .

LOj-- -l- .

PO

(3) (3)

(4)

30

Поскольку

u 1.Б 30

5

ОГпг 30

2 irn,j. HO, 217 ni.h-ntt

- зо в7о

2nj.Ho

2n,

D

и

РОЛ

Следовательно:

30 D,,,, h. nit

po

), (5)

(6)

0

5

0

5

u I (M-i ) t V, 2n, -

(7)

Устройство работает следующим образом.

4

С помощью механизма 12 по шкале 13 устанавливают усилие проскальзывания вариатора. По шкале 21 устанавливают максимально возможную скорость деформации (40 10 м/с) (положение А) так, чтобы исчерпать запас пластичности сварочной ванны в ТИХ и заведомо разрушить сварную точку в ТИХ. Положение опоры рычага 19, устанавливаемое и регистрируемое по шкале ускорения, может быть изменено при повторных испытаниях с помощью дополнительной пары винт- гайка 20. Включают электродвигатель , вращательньй момент последовательно передается на диск вариатора 6,

шарик 9, ролнк 11 с. дополнительным валом 15. Гайка 16 преобразует вращательное движение в поступательное, перемещается по резьбовому участку дополнительного вала 15 и движет рычаг 14, тягу 18, обойму 10 с шариком 9 вариатора. По мере вращения ведомого ролика 11 с аополнительным валом 15 гайка 16 перемещается и через рычаг 14 изменяет положение шарика вариатора 6 относительно центра ведущего диска 8, а следовательно и передаточное отношение вариатора. Скорость деформации плавно изменяется от одной сварочной ванны к другой до тех пор, пока значение последней не будет равной нулю (положение В) или критической (сварная точка с тре- п;иной) за счет проскальзывания шарика 9 по ролику 11 вариатора. Растягивающее усилие, развиваемое приводом 5, ограничивают с помощью механизма 12. Максимальную величину усилия проскальзывания устанавливают механизмом 12 регулировки таким образом, чтобы предотвратить разрушение сварной точки при температурах, ниже ТИХ Величина усилия проскальзывания PMQ.C ,

где ( временное сопротивление разрыва испытуемого материала при температуре, равной 0,8 т.пл.. Па-, коэффициент равный 0,6-0,7 для определения допустимых напряжений среза; площадь поперечного сечения единичной сварной точки, мп максимальная величина усилия проскальзывания, Н, Например, для никеля и его сплаво при Т 0,8 т.пл. 1100°С, временное сопротивление разрыва G j 30 МПа При испытаниях на режимах W 10 Дж uf 0; Т 4 мс площадь поперечного сечения сварной точки F 0,25 мм, следовательно,

К ТГ

MQKC

Р„,-С 30-о, ,5 Н.

Увеличение усилия больше расчет UKt

ного приводит к разрушению сварной точки при температурах, ниже ТИХ, что не обеспечивает возможности определения критической скорости деформации в заданном диапазоне температур.

Максимальная скорость деформации достигается, когда передающий шарик 9 находится в положении А, а минимальная (равная нулю) - в положении В.

За счет изменения длины рычага 14, т.е. места закрепления его опоры на корпусе вариатора 6, можно регулиро-. вать время перемещения шарика 9 из положения А в положение В, задавая соответствующее ускорение (отрицательное) . Чем длинее плечо рычага 14, тем медленнее изменяется скорость.

Q Точность определения критической скорости деформации зависит от частоты следования импульсов ОКГ 25 и от ус-, корения (отрицательного) перемещения подвижной пластины 23. Например, для

5 испытания на установке Каант-10 с частотой 0,5 Гц при точности определения критической скорости деформации 2 10 м/с ускорение составляет 1 -Ю-- м/с.

0 Уменьшаются затраты времени и материальных средств при определении свариваемости материалов, а также объем исследований на наличие трещин металлографическим анализом и коли5 чество механических испытаний.

Формула изобретения

1.Установка для оценки технологи- 0 ческой прочности при сварке,, npeH fyщественно импульсной лазерной, содержащее сварочное устройство приспособление для закрепления и деформирования испытываемого образца, силовой привод и бесступенчатый механизм регулирования скорости деформирования, ведущий элемент которого кинематически связан с приводом, а ведомый - с приспособлением для закреп0 ления и деформирования, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и точности испытаний, установка снабжена одноплечим рычагом с двумя ползунами и

5 дополнительным валом с ходовой гайкой, рычаг шарнирно закреплен н а механизме регулирован 4я, дополнительный вал кинематически связан с ведомым элементом, и на нем выполнен резьбо0 вой участок, ползуны установлены на : рычаге с возможностью продольного перемещения, од15Н из ползунов кинематически связан с органом бесступенчатого регулирования механизма, а другой5 через гайку с резьбовым участком дополнительного вала,

2.Установка по n.t, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что шарнир крепления одноплечего рычага установлен с

5

514272236

возможностью перемещения в плоскости механизм регулирования скорости де- расположения рычага и дополнительного формирования снабжен устройством для вала.ограничения усилия, прикладываемого

3; Установка поп,1,отлича- к испытьтаемо -гу образцу, ю щ а я с я тем, что бесступенчатый

Изобретение относится к сварке, а именно к конструкции установок для оценки технологической прочности при сварке.преимущественно импульсной лазерной, и может быть использовано в научных исследованиях при разработке новых материалов и изучении их v свариваемости, а также в различных областях техники при отработке технологии сварки. Цель - повьппение производительности и точности испытаний. Испытываемый образец 23 закрепляется в зажимах 1 и 3. Подвижный зажим 3 через бесступенчатый механизм регулирования скорости деформирования, представляющий собой шариковый вариатор 6, связан с силовым приводом 5. При проведении испытаний гайка 16 перемещает рычаг 14, который через тя- ГУ 18 перемещает щарик 9 вариатора 6, плавно изменяя скорость деформации, Для предотвращения разрушения образца при температуре ниже ТИХ служит механизм регулировки усилия проскальзывания 12. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. с ф (Л