Способ холодной сварки металлов внахлестку Советский патент 1982 года по МПК B23K20/00 

(54) СПОСОБ .ХОЛОДНОЙ СВАРКИ

1

Изобретение относится к способам холодной сварки пластичных металлов внахлестку, которые могут быть иснользованы при изготовлении емкостей, при герметизации сосудов для хранения легковоспламеняющихся и летучих веществ, при сварке биоконтейнеров и герметизации электровакуумных приборов.

По основному авт. св. № 763052 известен способ холодной сварки металлов внахлестку, включающий вдавливание рабочего выступа пуансона и образование на изделии односторонней выпуклости перемещением выдавливаемого пуансоном металла и выемку на матрице, причем пуансон вдавливают на 0;7-1 суммарной толщины свариваемых деталей, а выпуклость выполняют равной 0,85-0,99 объема выдавленного пуансоном металла и высотой 0,1-0,4 указанной толщины, при этом глубина вдавливания пуансона (Л) и высота выпуклости (6 ) связаны соотнощением Л & + , где - деформация, необходимая для сварки металлов 1.

При сварке этим способом непрерывный шов, вследствие значительного уменьщения толщины деталей по всей его длине, намного снижает прочность сварного соединения. Напри.мер, две полосы алюминия, сваренные внахлестку непрерывным продольным щво.м, могут легко по этому шву перегибаться.

Если длина сварного шва значительна, а механическая прочность не обеспечивается жесткостью конструкции, то сварное соединение будет ненадежным и может легко разрушаться по сварному шву.

Цель изобретения - повышение проч10ности шва и надежности соединения.

Указанная цель достигается тем, что, согласно способу холодной сварки металлов внахлестку сварку производят параллельными участками, смещенными относительно 15 друг друга и соединяющими участками, при этом величина смещения параллельных участков равна 1,2-4 щирины шва, а минимальное значение расстояния между соединяющими участками шва равно ширине выпуклости.

20

На фиг. 1 показана схема холодной сварки металлов; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В - В на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1. На фигурах приняты следующие обозначения: b - ширина сварного шва; В - ширина выпуклости; S - суммарная толшина деталей; С - величина смеш,ения участков шва; D - расстояние между соединяющими участками шва 6 - высота выпуклости; Л - глубина вдавливания. Способ заключается в следуюш.ем. Собирают внахлестку соединяемые детали, размещают их на матрице с выемкой, вдавливают рабочим выступом пуансона с образованием на наружной поверхности детали, обращенной к матрице односторонней выпуклости за счет перемещения металла в выемку матрицы и осуществляют сварку параллельными участками, смещенными относительно друг друга, и соединяюгцими их участками. При этом обращают внимание на то, чтобы величина смещения параллельных участков находились в диапазоне 1,2- 4 ширины шва, а минимальное значение расстояния между соединяющими участками шва было бы равно ширине выпуклости. Жесткость соединения обеспечивается тем, что участки сварного шва смещают относительно друг друга на расстояние, большее ширины шва. При таком смещении участков шва линия перегиба непрерывного шва искривляется и жесткость соединения резко возрастает. Прочность соединения на растяжение повышается п-о той же причине, т. е. за счет искривления линии разрыва, протяженность которой увеличивается. Жесткость соединения и прочность его па растяжение возрастают с увеличением смещения участков шва относительно друг друга. Нижние пределы . величины смещения участков шва принимают при сварке менее пластичных металлов н большой ширине шва, верхние - при сварке более пластичных металлов и малой ширине шва. Уменьшение величины смещения участков щва относительно друг друга ниже 1,2 ширины шва приводит к резкому снижению жесткости соединения, а увеличение смещения, участков щва выше 4 величин ширины шва - к увеличению отбортовки изделия под сварку и тем самым к излишнему увеличению габаритов изделия. Если расстояние между соединяющими участками шва принять меньшим ширины выпуклости, то выдавливаемый пуансоном металл не будет вмещаться в расположенной между указанными участками шва выемке на матрице. Излишний металл выдавливается за пределы выемки, что приводит к короблению деталей и снижению качества соединения. Форма выпуклости на изделии повторяет форму сварного шва, а при D В выпуклость сплошная на всем протяжении сварного- шва. Ширину выпуклости В на изделии, сварен ном известным способом, определяют по формуле: В л Ь, где п -- коэффициент равный 0,85-0,99. Например, необходимо сварить параллельными участками шва, смещенными относительно друг друга, и соединяющими их участками шва алюминиевые детали толщиной 6 мм (суммарная толщина 5 12 мм). Для сварки алюминия необходима деформация 0,6S(60/o). Если высота выпуклости 6 0,35, тогда глубина вдавливания пуансона Л & -f f 0,95. Следовательно, значения высоты выпуклости и.глубины вдавливания пуансона равны 3,6 мм и 10,8 мм соответственно. Ширину сварного шва b принимают равной 6 мм. Тогда по вышеприведенной формуле при п 0,85 находят ширину выпуклости В 15,3 15 мм. Величину смещения участков шва относительно друг друга принимают равной 2Ь, т. е. С - 12 мм. Расстояние между соединяющими участками щва принимают большим щирины выпуклости, а именно D 20 мм. Подбирают соответствующий инструмент и производят сварку деталей. Использование изобретения обеспечивает повышение прочности сварного шва и жесткости соединения. Формула изобретения Способ холодной сварки металлов внахлестку по авт. св. № 763052, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности шва и жесткости соединения, сварку производят параллельными участками, смешенными относительно друг друга и соединяющими участками, при этом величина смещения параллельных участков равна 1,2-4 щирины шва, а минимальное значение расстояния между соединяющими участками шва равно ширине выпуклости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 763052, кл. В 23 К 20/00, 1978 (прототип).

Г

}

А-А

(ригЛ

Сриг.г

фиг.

fpce.J

Г-Г

(Рие. 5