Способ холодной сварки и устройство для его осуществления

Способ холодной сварки и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОКИ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИК (1Ю (Н) 3(511 В. 23 К 20/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 Р > а1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3390669/25-27 (22) 03.02.82 (46) 07.12.83. .Бюл. Р 45 (72) В.3. Курцев, -A.A. Саушкин и И.Б. Мараев (53) 621.791.12(088 8) (56) 1. Баранов И.Б. Холодная сварка пластичных металлов ° 3I., "Машиностроение", 1969, с. 87-88.

2. Айнбиндер С.Б. Новые способы сварки давлением. Изд-во Академии наук Латвийской ССР. Рига, 1960, с. 51-62 (прототип). (54) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ холодной сварки корпусов с крышками, при котором отбортовывают кромку корпуса, собирают корпус с крышкой и продавливают свариваеьюе кромки через матрицу, о т ю и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения прочности и надежности сварного узла, а также упрощения изготовления заготовок под сварку, давление при продавливании и образовании сварного соединения передают под углом 1-15 к оси изделия.

1058742

2. Устройство для холодной сварки корпусов с крышками, содержащее матрицу с рабочими поверхностями, параллельными ее оси, и пуансон, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения прочности и надежИзобретение относится к холодной сварке изделий из пластичных металлов и может быть, в частности, использовано при изготовлении корпусных деталей в приборостроении, радио- 5 технической, электротехнической промышленностях.

Известны способы холодной сварки внахлестку, осуществляемые за счет совместного пластического деформирования свариваемых деталей. При этом сварной шов располагается во фланцевой части иэделия (1) .

При. этих способах сварки на корпусе после его соединения с кры.iкой остается большая отбортовка, 1 ширина которой несколько увеличивается по сравнению с начальной из-за пластической деформации металла при сварке. Наличие этой отбортовки, значительно увеличивающей габариты корпусов, делает упомянутые способы холодной сварки в ряде случаев малопригодными.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ холодной сварки корпусов c êðûøêàми, при котором отбортовывают кромку корпуса, собирают корпус с крышкой и продавливают свариваемые кром- 30 ки через матрицу (23 .

Устройство для осуществления это-. го способа содержит матрицу с рабочими поверхностями, параллельными ее оси и пуансон (23. В этом устройстве 35 рабочие поверхности пуансона также параллельны его ocu.

Указанный способ характеризуется сравнительно малой прочностью соединения; необходимостью выполнения 4р свариваемых деталей с высокой точностью. Кроме того, пуансон имеет цилиндрический поясок и обеспечивает одну степень деформации для конкретных Расчетных толщин соединяемых 4> деталей. Допуск же на изготовление соединяемых деталей обычно составля-ет около 10% их толщины, т.е. фактические .толщины соединяемых деталей могут колебаться в пределах 10%.

Поэтому применение цилиндрического пуансона дает значительный разброс ности сварного узла, а также упрощения изготовления заготовок под сварку, пуансон выполнен с рабочими поверхностями, накло ненными к его оси под углом

1-15 . в действительных степенях деформации и ведет к получению нестабильной прочности соединения, из-за чего часто нарушается герметизация иэделий.

Целью изобретения является повышение прочности и надежности сварного узла, а также упрощение изготовления заготовок под сварку.

Поставленная цель достигается тем, что при холодной сварке корпусов с крышками, при котором отбортовывают кромку корпуса, собирают корпус с крышкой и продавливают свари:ваемые кромки через матрицу, давление при продавливании и образовании сварного соединения передают под углом 1-15 к оси изделия. о

В устройстве для холодной сварки корпусов с крышками, содержащем матрицу а рабочими поверхностями, параллельными ее оси, и пуансон, последний выполнен с рабочими пов-охностями,наклоненными к его ocu под углом 1-15О.

Направление угла наклона рабочей поверхности пуансона определено самой сутью процесса холодной сварки продавливанием и должно обеспечивать увеличение степени деформации от основания к вершине эоны соединения. Этим достигается благоприятное для образования свароч-. ного соединения повышенной прочности и стабильности течения металла свариваемых деталей при совместной деформации в процессе образования сварного соединения, а также достигается переменная степень деформации свариваемых деталей по высоте эоны соединения.

На фиг. 1 изображено положение свариваемых деталей перед сваркой по предлагаемому способу и устройство для ее осуществления; на фиг. 2 — взаимное положение свариваемых деталей, матрицы и пуансона в момент непосредственной сварки по пересекающимся поверхнбстяму на фиг. — готовое изделие, полученное предлагаемым способом; на фиг. 4 — график иллюстрирующий увеличение прочности сваривае их соеди1058742 нений, выполненных согласно предлагаемому способу, по сравнению со сварными соединениями, выполненными по прототипу.

Сварке подлежат корпус 1 и крышка 2 ° 5

Корпус 1, имеющий толщину S T входит в матрицу 3. Для удержания падения вниз корпус имеет отбортов-ку. На корпусе 1 помещается заготовка крьшки 2, имеющая толщину S . 10

При движении вниз пуансона 4 происходит совместная деформация стенки корпуса 1 и крышки 2.

Пуансон 4,. имеющий наклонную под углом .еС рабочую поверхность и 15 размер В ., сопрягается по скользящей посадке с матрицей, имеющей размер В. Пуансон 4, проталкивая сва.— риваемые детали 1 и 2 через матрицу 3 в результате совместной дефор- 20 мации производит сварку деталей и выталкивает готовое иэделие вниз.

Степень деформации переменна по высоте сварного узла и определяется размерами матрицы В и размерами пуан- 25 сона В и В . Это касается изделий как круглой, так и некруглой формы (например, прямоугольной).

На фиг. 2 зафиксировано взаимное положение свариваемых деталей 1 и 2 и матрицы 3 и пуансона 4 в момент, когда сварка уже закончена. Сварной узел имеет переменное сечение. На графике (фиг. 4!. прочность сварного соединения, выполненного по прототипу, т.е. по параллельным поверхностям, принята за 100%.

Из графика видно, что заметный эффект увеличения прочности сварного соединения имеет место при углах

4,1-15 . Наибольший эффект увеличения10 прочности достигается при углах с4. = 5 ...10 .

Предлагаемый способ сварки, обеспечивающий в процессе образования сварного соединения передачу дефор- 45 мирующего усилия по пересекающимся . поверхностям, .позволяет повысить прочность соединения и снизить разброс по прочности сварных изделий.

Так, при сварке алюминиевых корпусов ф 32 мм с толщиной стенки

0,5 мм и алюминиевых крышек толщиной 07 мм прочность сварного соединения.при проверке разрушающим давлением увеличивается с 8 атм. (сварка по параллельным поверхностям) до 10,8 атм. (сварке по пересекающимся поверхностям) . При этом разброс прочности в первом случае

+ 1,6 атм,. во втором случае

+ 0,2 атм.

При сварке алюминиевых корпусовф

32 мм с толщиной 0,5 мм с медными крышками толщиной 0,7 мм прочность сварного соединения увеличивается с 9,5 до 13,2 атм, разброс прочности уменьшается с + 2,2 до + 0,2 атм соответственно, причем наилучшие результаты обеспечивает угол .

5-10

Таким образом, предлагаемый способ позволяет изменить схему пласти.ческого деформирования металла при сварке, что повышает прочность сварного узла при широких колебаниях толщины свариваеьых элементов, повышает стабильность прочностных харак.тери"тик.

С помощью предлагаемого способа возможно одним и тем же устройством с улучшением прочностных характеристик сваривать детали иэ материалов, толщина которых может изменяться.

Разброс показаний прочности сварного соединения от иэделия к иэделию уменьшился в 8...10 раз относительно прототипа.

Чри использовании этого способа и устройства отпадает необходимость в высокой точности свариваемых деталей и необходимости их селективного подбора перед сваркой. Достижение больших прочностных характеристик сварных изделий при меньшей толщине исходных деталей позволяет сэкономить металл, что особенно важно для носимых и возимых иэделий.

Снижение усилия, необходимого для осуществления процесса сварки, позволяет использовать оборудование меньшей энергоемкости. Значительно снижаются трудозатраты на изготовление устройства и перенастройку его для сварки.

1058742

1058742

Составитель Э.Ветрова

Редактор Г.Гербер Техред С.Легеза - . Корректор И. Му«а 1 Тираж 1106 Подписное

ВИНИШКИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Payt cxas нйб., д. 4/5

Зака филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Жд

;м

<4 lpga

Ъ

g If

k rue ъ g0 ю 7 Х . 7 У 11 Л7 Ю р7 rg

Угсч ианлома

Фик. 4