Способ контактной стыковой сварки Советский патент 1975 года по МПК B23K11/04 

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при стыковой сварке изделий преимущественно из высокопрочных сталей, а также других сплавов и металлов.

Известен способ контактной стыковой сварки изделий, заключающийся в нагреве стыкующихся поверхностей; последующей их осадке и удалении выдавленного металла.

Свободная осадка не позволяет рационально использовать пластическую деформацию в процессе осадки, а также существенно уменьщить зону термического влияния. Двукратная осадка значительно увеличивает время сварки и усложняет исполнительные механизмы, при этом весьма затруднительно получить стабильный нагрев до температуры 0,5Т пл.

Известный способ не обеспечивает получения сварных соединений с требуемыми прочностными и другими механическими и физическими характеристиками.

Цель изобретения - повышение качества сварки, т. е. получение качественных сварных соединений преимущественно из высокопрочных сталей с пределом прочности 250- 400 кг/мм, а также других металлов и сплавов.

По предлагаемому способу нагрев производят путем пропускания тока только через

припуски на сварку, которые в процессе осадки выдавливают в грат. При этом в процессе сварки и охлаждения зону соединения подвергают воздействию ультразвуковых колебаний или магнитного поля (постоянного или переменного). Па зону сварки могут одновременно воздействовать ультразвуковыми колебаниями и магнитным полем (постоянным или переменным).

На фиг. 1 схематически изображена последовательность операций описываемого способа сварки (а, б, в, г); на фиг. 2 - графики тока и давления (Ри - давление при нагреве 0,1-0,8 кг/мм ; РОС - давление при

осадке 12 кг/мм-).

В иачальный период цикла сварки изделия 1 сжимают в токоподводящих зажимах 2 машины малым усилием РЛ, после этого включается сварочный ток, таким путем создают

концентрированный нагрев возле торцов. Давлением РП косвенно определяют температуру нагрева, так как только по достижении определенной температуры установленным давлением Рц производят деформацию нагретых участков. Зажимы машины снабжены формирующими устройствами 3.

В начальный период цикла ;i нагретые участки деформируют свободно. В конце периода воздействия Р„ полости между формирующими устройствами заполняют выдавлен3

ным металлом, и в момент tz резко включается высокое давление осадки.

Осадку производят путем направленной пластической деформации с высокой скоростью деформирования, при этом истечение с торцов деформируемого металла затрудняется (тормозится) формирующими устройствами, что позволяет получить глубокий упрочняющий пресс-эффект в зоне сварки.

В конце осадки зажимы сближаются до соприкосновения, а нагретый выдавленный металл 4 отделяется (срезается) при помощи формующих устройств 3.

Участки свариваемых изделий, находящиеся внутри зажимов 2, практически не нагреваются в процессе сварки, так как ток на этих участках проходит в основном по медным токоподводам. Тепло, образованное незначительной частью тока,

протекающего но 1, отводится медзажатым участкам изделий

ными охлаждаемыми токоподводами. Следовательно, весь сварочный (греющий) ток проходит по изделию на участке между зажимами 2, представляющем собой только припуск на сварку. Поэтому зона термических влияний может образоваться только вследствие теплопроводности от греющихся участков. Поскольку сварке подвергаются прежде всего высокопрочные и сверхпрочные стали, обладающие иизкой теплопроводностью, и ток при осадке выключается до схождения кромок формирующих устройств, зона сварки нагревается до температур, не разупрочняющих соединения.

Согласно изобретению установочная длина равна припуску на сварку. Следовательно, предложенный способ характеризуется отсутствием конечной устаиовочпой длины, которая всегда имеется в известном способе и вызывает резкое понижение механических свойств сварных соединений.

4

Припуск на сварку (в том числе и на осадку) в конечный период цикла t/, сварки превращается в кольцо, которое необходимо разделить на две части, чтобы раскрыть электроды.

В процессе сварки и охлаждения зону соединения подвергают воздействию: а) постоянного или переменного магнитного поля большой напряженности (-1000 э); б) ультразвуковых колебаний; в) одновременному воздействию ультразвуковых колебаний, а также постоянного или переменного магнитного поля.

Формула изобретеиия

1.Способ контактной стыковой сварки изделий преимущественно из высокопрочных сталей, заключающийся в нагреве стыкующихся поверхностей, последующей их осадке и удалении выдавленного металла, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества сварки, нагрев производят путем пропускання тока только через припуски на сварку, которые в процессе осадки выдавливают в грат.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что зону соединения в процессе сварки и охлаждения нодвергают воздействию постоянного или переменного магнитного поля большой напряженности.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что зону соединения подвергают в процессе сварки и охлаждения воздействию ультразвуковых колебаний.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что на зону сварки воздействуют одновременно уль:развуковыми колебаниями и постоянным или переменным магнитным полем.

Фиг.