Способ контактной сварки пластинчатого тела внутри трубчатого металлического стержня и установка для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B23K11/04 

Изобретение относится к процессу контактной пайки пластинчатой детали внутри стержня многоугольного поперечного сечения и к устройству для осуществления этого процесса.

Известен способ контактной сварки, включающий сборку свариваемых деталей и нагрев электросопротивления. В установке для контактной сварки соответственно содержится основание, на котором размещены сварочные электроды, установленные с возможностью перемещения, приспособления для размещения и удержания свариваемых деталей и механизм фиксации деталей.

Известный процесс контактной сварки осуществляется отдельным привариванием боковой стороны пластинчатой детали к соответствующей внутренней поверхности стержня. Такой процесс не согласуется со

скоростью автоматической производственной линии конструкции, поскольку для нее требуется последовательное выполнение четырех операций сварки с тратой времени большей, чем это требуется для других операций обработки стержней - сверление, резание и т.д. Если процесс сварки разбить на четыре отдельных операции, достигается заметное уменьшение скорости производственной линии.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса.

Для этого в процессе предусматривается последовательное выполнение следующих операций: стержень и пластинчатое тело помещают на соответствующие опоры; пластинчатое тело выводят из опоры и соединяют с одним из электродов установки и вводят в стержень.

ГО

| ел ю

CJ

со

Плоскость пластинчатого тела располагают на уровне оси другого электрода, выполненным составным из двух частей, составной электрод смещают вдоль оси и зажимают стержень между частями электрода. Осуществив сборку свариваемых деталей, к электродам подают напряжение.

На фиг. 1 изображена установка; на фиг. 2 - сварочный узел установки; на фиг. За, б, с, d, e) различные фазы процесса; на фиг. 4а, в - продольное и поперечное сечение части стержня, чтобы показать конструкцию пластинчатой детали и электрода установки.

Установка состоит из колонны 1 и основания 2. Установка содержит приспособление 3 для размещения и удержания стержня и приспособление 4 для размещения и удержания пластинчатого тела. На основании 2 смонтированы направляющие 5, по которым перемещается плита 6, предназначенная для установки на ней всех приспособлений, которые обеспечивают сборку. На плите 6 расположены электрод 7, механизмы ориентации 8 и прижатия 9 пластинчатого тела. Плита 6 перемещается с помощью пневмосистемы 10. Установка содержит второй электрод, состоящий из двух частей 11, 12. Первая часть 11 неподвижна, а вторая часть 12 установлена с возможностью перемещения в вертикальном направлении по направляющим (не показаны), имеющимся на колонне 1.

Приспособление 3 состоит из зажимов 13, 14 и.15. Зажим 14 выполнен в виде пластины, имеющей на внутренней поверхности канавку, профиль которой совпадает с кромкой стержня, наружная поверхность пластины соединена с коленчато-рычажным механизмом 16. Этот механизм позволяет пластине смещаться по дуге окружности и приспособлена для взаимодействия со стержнем между зажимами 13 и 14. Зажим 15 предназначен для недопущения сдвига по горизонтали стержня и состоит в основном из множества штифтов 17, приводимых в действие механизмом 18, управляемым пневматически, Во время работы штифты располагаются внутри отверстий, обычно имеющихся в стержне, и не допускают сдвига стержня по горизонтали.

Приспособление 4 для размещения и поддержания пластинчатой детали состоят из элемента 19 с U-образным поперечным сечением с пазами, в которых установлены поршни 20 с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Электрод 7 установки состоит из нескольких медных блоков, закрепленных на опоре 21 при помощи сочленения 22. Конфигурация части 7 электрода 7 аналогична профилю пластинчатого тела.

Механизм 8 ориентации пластинчатого тела расположен на второй плите 23, пе5 ремещающейся по рейке с помощью пневмосистемы 24. На плите 23 расположен двигатель 25, который приводит во вращение штифт 26, имеющий резьбовой хвостовик. Этот штифт имеет такую кон10 фигурацию, что пересекает передний стержень зажимного устройства 9, а также первый электрод 7, выходящий из передней стороны указанной части 7 . Ось штифта 26 совпадает с осью отверстия, имеющегося в

15 пластинчатой детали, благодаря чему при работе двигателя 25 и перемещении плиты 23 штифт 26 вворачивается в отверстие пластинчатой детали. Когда начинаются операции вворачивания, поршни 20 не допускают

0 сдвига пластинчатой детали.

Штифт 26 имеет расширенный участок 27 для толкания механизма прижима 9, перемещаемого поршнем 28, управляемым пневматически.

5 Установка работает следующим образом.

На первой стадии (фиг. За) требуется расположить стержень 29 и пластинчатое тело 30 на соответствующие опоры.

0 На второй стадии (фиг. Зв и с) предусматривается включение двигателя 25, который приводит во вращение стержень 26 и заставляет скользить вперед плиту 23 при помощи пневмосистемы 24. Штифт 26 ввин5 чивается в отверстие пластинчатого тела на заранее заданную величину. После завершения операции ввинчивания двигатель 25 выключается и скольжение вперед плиты 23, а также скольжение механизма прижима 9

0 прекращается (фиг. Зс). Механизм прижима 9 воздействует на расширенный участок 27 штифта 26 и оттягивает назад пластинчатое тело 30 до тех пор, пока оно не соединится со стороной 7 первого электрода 7.

5 На третьей стадии фиг.. 3d осуществляется скольжение вперед плиты 6, управляемой пневмосистемой 10, с электродом 7 и пластинчатым телом 30, пока оно не войдет в стержень 29.

0 На четвертой стадии (фиг. Зе) осуществляется операция сварки. Часть 12 второго электрода приходит в соприкосновение со стержнем 29. Начиная с этого момента на первый и второй электроды подается напря5 жение и пластинчатое тело приваривается к стержню.

После завершения описанного процесса и до того, как машина отключает работу, осуществляется контроль за счет приложе- ния усилия к пластинчатому телу 30 через

штифт 26, механизм 9 прижатия и плиты 6. Если операция сварки выполнена плохо, приложенная таким образом сила приводит к отсоединению и отводу назад пластинчатой детали. Узел для контроля качества расположен на основании 2. Узел контроля качества состоит из фотоизлучающего элемента 31 и экрана 32 с отверстием. Если скольжение превышает заранее заданную величину, ось отверстия совпадает с осью светового луча, который вызывает срабатывание сигнализации, когда он попадает на фотоприемный элемент 33.

Возвращение в рабочее положение обеспечивает вращение двигателя 25 в направлении, противоположном направлению ввинчивания, и возвращение плит б и 23 в первоначальное положение.

Операции сварки облегчаются путем создания вытяжек 34 на боковых сторонах стержня (фиг. 4а и в), часть стержня пересекается в продольном и поперечном направлениях. Вытяжки 34 имеют эллиптическую форму, размер по оси которой превышает толщину пластинчатого тела 30.

Вытяжки 34 обеспечивают концентрацию тока, протекающего в поверхностях, с которыми они пересекаются, и вызывают частичное расплавление поверхности, контактирующей с боковыми сторонами пластинчатого тела 30. Это частичное расплавление приводит к проникновению пластинчатого тела в вытяжки благодаря тому, что возникает значительное увеличение контактного сопротивления между стержнем 29 и пластинчатым телом 30.

Процесс сварки и установка для ее осуществления обеспечивают одновременное приваривание четырех сторон пластинчатого тела к внутренним сторонам стержня с затратой времени, которое совместимо со скоростью работы автоматизированной производственной линии и с обеспечением особенно надежного контакта благодаря конфигурации указанных вытяжек 34. Вытяжки 34 создаются в тот момент, когда листовое железо разрезается для получения стержня.

Формула изобретения

1. Способ контактной сварки пластинчатого тела внутри трубчатого металлического стержня многоугольного сечения, включающий сборку свариваемых деталей и нагрев электросопротивлением, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса, стержень и пластинчатое тело размещают на соответствующих опорах, пластинчатое тело выводят из опоры, соединяют с одним из электродов сварочной установки и вводят в стержень, при

этом плоскость пластинчатого тела располагают на уровне оси другого электрода, выполненного составным из двух частей, составной электрод смещают вдоль оси и зажимают стержень между частями электрода.

2.Установка для контактной сварки пластинчатого тела внутри трубчатого металлического стержня, содержащая основание,

0 на котором размещены сварочные электроды, установленные с возможностью перемещения, приспособления для размещения и удержания свариваемых деталей, механизм фиксации деталей, отличающаяся тем,

5 что один из электродов выполнен составным, одна часть которого установлена с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости перемещения другого электрода, механизм фиксации пла0 стинчатого тела выполнен в виде установленной в направляющих с возможностью перемещения плиты, на которой размещены один из сварочных электродов, механизм прижатия и ориентации пластинчатого

5 тела к электроду, механизм ориентации выполнен в виде штифта с резьбой для ввинчивания в пластинчатое тело с помощью двигателя, смонтированного на второй плите, установленной с возможностью переме0 щения относительно основной плиты с помощью пневмосистемы, механизм прижатия выполнен в виде блока с пневмоци- линдром, содержащим стержень, установленный с возможностью воздейст5 вия на штифт.

3.Установка по п. 2, отличающаяся тем, что приспособление для размещения и удержания стержня содержит опору, рабочие поверхности которой выполнены под уг0 лом, пластину для предотвращения вертикального перемещения стержня, на нижней поверхности которой выполнены канавки, а верхняя поверхность соединена с шарнирно-рычажным механизмом.

5 4. Установка по пп. 2иЗ, отличающая с я тем, что приспособление для размещения и удержания пластинчатого тела выполнено в виде U-образного элемента с пазами, в которых установлены поршни с

0 возможностью возвратно-поступательного перемещения.

5.Установка по п. 2, отличающаяся тем, что механизм для предотвращения горизонтального перемещения стержня вы5 полней в виде штифта с пневмоприводом.

6.Установка по п. 2, отличающаяся тем, что установка снабжена узлом для контроля качества сварного соединения, выполненного в виде фотоэмиттера, фотоприемного блока и экрана с отверстием.

11

1

Фиг.З

Сущность изобретения: стержень (С) и пластинчатое тело (ПТ) помещают на соответствующие опоры, затем ПТ вводят в С, располагая плоскость ПТ на уровне оси составного электрода установки для контактной сварки. С зажимают между частями составного электрода. Установка содержит механизм фиксации ПТ, механизм прижатия и ориентации ПТ к электроду. Один из сварочных электродов размещен на плите, перемещающейся по направляющим. Установка содержит узел для контроля качества сварного соединения, выполненный в виде фотоэмиттера, фотоприемного блока и экрана с отверстием. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.