Способ соединения дуговой сваркой тонкостенной стали с медью Советский патент 1991 года по МПК B23K9/167 B23K103/22 

Фиг.1

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способам полчения сварного соединения сильфона с аратурой

Цель изобретения - повышение качест- 5 ва вакуумно-плотного соединения стали и еди с соотношением толщин 0,05-0,25 при накопеременных или пульсирующих нагрузках.

На фиг. 1 изображен сборочный узел 10 пе ред сваркой; на фиг, 2 - график зависимоти h от К, построенный по экспериментальным данным.

Экспериментально установлено, что каественное соединение получается в опре- 15 еленной области высот стального выступа, которую можно описать выражением вида: h--18 К2+ВК+С, где h - высота выступа; К - отношение толщин кромок стали к меди, ВЈ 5, 6 С 6- 0,1; 0,2. При выходе за пределы 20 значений В и С не обеспечивается вакуумная плотность соединения.

Получение выступа стали над медью при охватывании деталей позволит в дальнейшем произвести оплавление стали, а это 25 позволяет сплавить оплавленную сталь с медью Именно наличие выступа позволяет получить грибообразную форму стали в меи, а это и повышает качество вакуумно- плотного соединения к знакопеременным 30 или пульсирующим нагрузкам. В данном случае очевидно, что качество повышается за счет увеличения площади контактирования материалов сталь-медь, что и дает грибообразная форма соединения. Такое 35 соединение позволяет плавно демпфировать (разгружать) волны деформации, доходящие до контактирующей зоны соединения сталь-медь при начале и окончании действия нагрузок сжатие-растяже- 40 ние.

Пример Соединяли дуговой сваркой тонкостенную сталь с медью В качестве стали брали сильфон 1, фиг. 1, из сплава 12Х18Н10Т 50 мм, толщина кромки 0,14 мм, 45 в качестве меди-арматура: кольцо 2, марки МОб, толщина кромки 2,0 мм и втулка 3, марки МОб, толщина кромки 2,2 мм. Схватывание стали медью выполняли в специальной сборочной оснастке в соответствии 50 с видом, указанным на фиг. 1, с выступом стали над медью на высоту h. Значение величины h рассчитывалось из выражения h 8 К2+В-К+С, где К - отношение толщин кромок стали к среднеарифметическому 55 значению толщин кромок меди: ,14

о п + 2 2 1

. коэффициенты пропорциональности В и С взяты как средние значения диапазонов значений и ,1-0.21.

т.е. ,5. а ,15. Тогда +5,5 .,14 (мм). Охваченные детали вместе со специальной оснасткой устанавливали на вращающийся манипулятор сварочной камеры в контролируемой атмосфере. Вольфрамовый электрод 4 камеры смещали от кромки сильфона 1 на 1 мм в сторону медной детали 3 с более толстой кромкой, чем у детали 2. Наклон электрода от стали осуществляли на угол . Оплавление выступа стали и заплавления стали в медь осуществляли дуговой сваркой в камере, заполненной смесью аргона и гелия (1:1). Режим оплавления выступа стали: ток дуги 45 А, скорость вращения манипулятора 19 м/ч Режим заплавления стали в медь: 80 А и 10 м/ч соответственно.

Качество полученных соединений до и после испытаний на знакопеременные и пульсирующие нагрузки проверялось по вакуумной плотности и металлографии соединений, соответственно гелиевым течеискателем СТИ-11 и на микроскопе EPIKWANT.

Нагрузка на сильфон и соединение прилагалась со скоростью 2 м/с, ход сильфона составлял 12,5 мм, частота сжатий-расстя- жений 15 мин , число циклов 4 -10 .

При крайних значениях коэффициентов В и С, т е. 5,6-0,1-0.2,высота выступа h обеспечивала получение вакуумно-плотных соединений, однако при одних крайних значениях, кривая I, фиг. 2, грибообразная форма соединения мало отличалась от линейной, а при других - кривая f, вблизи зоны оплавленной стали наблюдалось появление равномерно распределенных в меди дисперсных стальных включений. При выходе за граничные значения коэффициентов В и С швы не вакуумно-плотные. В случае выхода значений за нижнюю кривую I наблюдалось несплавление стали с медью и прожоги стали, а за верхнюю кривую f- наблюдалось увеличение количества и размеров стальных включений в меди и появление стальных окатышей на поверхности оплавленных медных кромок.

Использование изобретения позволяет повысить качество вакуумно-плотного соединения стали и меди с соотношением толщин 0,05-0,25 при знакопеременных пульсирующих нагрузках за счет увеличения площади контактирования материалов сталь-медь.

Формула изобретения Способ соединения дуговой сваркой тонкостенной стали с медью, преимущественно сильфона с арматурой, включающий

сборку с схватыванием стали медью, установку электрода со смещением на медную сталь и наклоном к вертикальной оси и за- плавление стали в медь, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества вакуумно-плотного соединения стали и меди с соотношением толщин 0,05-0,25 при знакопеременных или пульсирующих нагрузках, схватывание стали медью выполня0

ют с выступом стали над медью на высоту, равную

К2+ВК+С, где h - высота выступа стали, мм;

К - отношение толщин кромок стали и меди;

.6 СС-{0.1:0,2}. а перед эаплавлением стали в медь оплавляют выступ стали.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способам получения сварного соединения сильфона с арматурой, и может найти применение в машиностроении, приборостроительной, электронной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества вакуумно-плотного соединения стали и меди с соотношением толщин 0,05-0,25 при знакопеременных или пульсирующих нагрузках. Схватывание стали 1 медными деталями 2,3 выполняют с выступом стали 1 над медью 2,3 на высоту h -18K2+BK+C, где h - высота выступа; К - отношение толщин кромок стали к меди; , (0,1-2) - коэффициенты пропорциональности. После этого смещают с наклоном электрод 4 от стали 1. оплавляют выступ из стали 1, за- плавляют оплавленную сталь 1 в медь 2,3. Наличие выступа позволяет получить грибообразную форму стали в меди, а это повышает качество вакуумно-плотного соединения. 2 ил. у Ё Оч Јь 00 о. о ел

j мн

93

/

I

О /

/I /

/

/

I

/ /

О

0,10,2

Фиг. 2

/

Т

л

V

0,3