Способ непрерывного изготовления многослойных изделий сваркой

Способ непрерывного изготовления многослойных изделий сваркой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1222463

А (5!)4 В 23 К 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Р

« 3 « «г ," Я«

» ф»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3770235/25-27 (22) 06.07 ° 84 (46) 07.04.86. -Бюл. - 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промьппленности и Всесоюзный научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт токов высокой частоты им. В.П. Вологдина (72) Д.И. Белый, В.Е. Злотин, А.P Казаков, Г.Д. Лубяницкий, И.В. Лунин, Ф.Г. Свидовский и А.В. Сучкоусов (53) 621.791.77(088.8) (56) Шамон А.Н. и др. Высокочастотная сварка металлов. Л.: Машиностроение, 1977, с. 200.

Авторское свидетельство СССР

У 682348, кл. В 23 К 20/04, 1978. (54) (57) 1. СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО

ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ . СВАРКОЙ, при котором свариваемые поверхности заготовок нагреваются до оплавления токами высокой частоты и производят их совместное пластическое деформирование, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения качества изделия при изготовлении его из металлов с различными тенлофизическими свойствами, на свариваемой поверхности заготовки из более тугоплавкого металла создают выступы и производят их оплавление, а совместное пластическое деформирование заготовок осуществляют на величину, обеспечивающую закрытие впадин между выступами.

1222463

I,=nïä,; b =Eh, °

1 пл.л пл т

К

Т и!

ПЛ. h fTA.Ò

6„

Ь

h т л

2. Способ по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что размеры и количество выступов на заготовке из более тугоплавкого металла выбирают .из соотношений где tn и — числовые коэффициенты й.пе (1,5; 3), (С j1, 2)

К вЂ” коэффициент, учитывающий теплофизические свойства металлов заготовок

С и — теплоемкость соответл т, ственно легкоплавкого и тугоплавкого металлов; удельный вес легкоплавкого и тугоплавкого металлов; удельное электросопротивление легкоплавкого и тугоплавкого металлов; температура плавления легкоплавкого н тугоплавкого металлов, ширина легкоплавкой заготовки; высота выступа; ширина выступа; количество выступов; глубина проникновения сварочного тока в легкоплавкий и тугоплавкий металлы.

Изобретение относится к области высокочастотной сварки и может быть использовано при производстве разнообразных изделий, в частности биметаллических контактных проводов.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение качества изделия при изготовлении его из металлов с различными теплофизическими свойствами.

На фиг. 1-5, показаны поперечные сечения непрерывных в продольном направлении заготовок перед их сваркой (выступы выполняются в продольном направлении по всей длине заготовки из более тугоплавкого металла на ее свариваемой поверхности и могут быть различной, одинаковой и даже неодинаковой формы на одной и той же свариваемой поверхности), на фиг. 6 †. сварной шов.

Сущность предлагаемого способа изготовления многослойного проката заключается в том, что соединяемые поверхности заготовок нагревают до оплавления токами высокой частоты, после чего производят.их совместную. пластическую деформацию, при этом на свариваемой поверхности более тугоплавкого металла создают выступы и производят их оплавление не участке перед точкой схождения, а совместную деформацию изделий произво,дят на величину, необходимую для

5 закрытия впадин между выступами.

Наибольшую интенсивность процесса сварки можно обеспечить в том случае, если размеры и количество выступов на тугоплавком металле выбирают из

10 соотношений

t„ K b пл л. Т

Ь л Т ал. т

l5 соответственно высота и ширина выступа „ количество рыступов ширина легкоплавкой заготовки;

I числовые коэффициенты тт1 е (1,5, 3J;

c(1, 21; где Ь и Ь

Ь л

25 — коэффициент, учитывающий теплофизические свойства металлов заготовок;

1222463

Сл и

Т теплоемкость сооти л л

Р„и Р, Й„ий, ветственно легкоплавкого и тугоплавкого металлов,: удельный вес легкоплавкого и тугоплавкого металлов; удельное электросопротивление легкоплавкого и тугоплавкого металлов; глубина проникновения сварочного тока в легкоплавкий и тугоплавкий металлы, температура плавления легкоплавкого и тугоплавкого металлов.

Создание на поверхности тугоплавкого изделия выступов приводит к уменьшению активного сечения этого проводника и уменьшению (при той же частоте сварочного тока) объема нагреваемого металла. Это позволяет обеспечить нагрев до оплавления обоих свариваемых изделий независимо от соотношения температур их плавления. В результате предлагаемый способ может быть распространен на случаи реализации процесса, когда температура плавления свариваемых заготовок отлича. ется в два и более раза. Деформация до величины, при которой закрываются впадины между выступами, обеспечивает смачивание жидкой фазой всей свариваемой поверхности тугоплавким металлом и обеспечивает высокое качества сварки., Выбор геометрических размеров выступов в соответствии с приведенными выражениями позволяет обеспе чить наиболее эффективный и равномерный нагрев. Соотношения учитывают также технологические возможности изготовления таких выступов. Количество выступов связано с теплофизическими свойствами материалов и выведено исходя из теплосодержания изделий, нагреваемых равным по величине сварочным током.

Указанные выступы могут изготавливаться, например,.предварительно прокаткой. В процессе прокатки сечение изделий можно деформировать таким образом, чтобы получить форму изделия, близкую к служебной. Такое решение позволяет устранить технические трудности, связанные с

1О

50 прокаткой изделия, имеющего по линии сварного соединения различные механические свойства.

Предлагаемьп» способ по сравнению с известными обеспечивает создание новых типов и размеров биметаллических изделий и полуфабрикатов благодаря использованию преимуществ техники высокочастотного нагрева для областей, где эти изделия до сих пор не применяются и где внедрение биметаллических иэделий имеет большое народнохозяйственное значение.

Кроме того, упрощается и удешевляется оборудование, уменьшаются производственные площади.

Предлагаемый способ позволяет существенно расширить технологические возможности процесса, а его использование позволяет производить биметаллические изделия сложной конфигурации, например контактные провода, различные направляющие, шины сложной формы.

Кроме того, точный выбор технологических параметров гарантирует высокое качество изделия.

Пример. Экспериментальная проверка возможности изготовления многослойного изделия проведена на лабораторном макете при высокочастотной сварке заготовок различной формы из железа, меди, циркониевой бронзы и алюминия. В частности, определяется воэможность получения триметаллического контактного провода, содержащего железный сердечник, медное. покрытие и бронзовую часть в месте контакта с подвижным транспортом (токосъемником).

Размеры и количество выступов на тугоплавком металле, определяемые по указанным соотношениям, обеспечивают высокое качество изделия и интенсивность процесса высокочастотной сварки. При отклонении разме;ров интенсивность процесса снижается, качество ухудшается, растут непроизводительные потери мощности.

Опыты проводятся на устройстве, содержащем источник питания (генератор ВЧС - 630/0,44), токопроводящий.кондуктор, сварочное и формующее устройства, тянущие клети и

I приемное устройство.

Опытные работы ведут при следующих режимах высокочастотной сварки: .U = 10-11 кВ, 1„ 45-60 А и

12224б3

S ! = 8,1- 12,3А. Ширина заготовок

5-15 мм, толщина их 3-10 мм.

Предварительно на поверхности более тугоплавкой заготовки из стали, сплава алюминия или бронзы прокаткой получены выступы высотой

О, 3-2,5 мм и шириной О, 15-2 мм.

Проводится, например, высокочастотная сварка ленточных заготовок, имеющих.ширйну 7 мм, толщину 10 мм, материал — малоуглеродистая сталь

Ст.. 10 и алюминиевый сплав ANU,.

На свариваемой поверхности стальной заготовки предварительно прокаткой выполнены два выступа высотой 2 мм, шириной 1,5 мм, что соответствует формуле предлагаемого изобретения, согласно которой

h = 2,5 Л 2,5 0,08 10 = 2 мм, Ь= 1,5мм, Ток высокой частоты подводится от источника типа ВЧС 630/0,44 контактным способом. Скорость свар б ки 35 M/мин. Режим источника питания Lf 10 кВ 1 52 А, j 10 А.

В результате было получено качественно сварное соединение разнородных материалов. Анализ микрошли фов и внешнего вида грата показывает что поверхность стальной загон товки в очаге сварки покрыта жидкой фазой, образованной при оплавлении выступов, что и обусловливает качест венно сварное соединение.

1222463

Я рюй жом

Составитель Э,Ветрова

Редактор Л.Гратилло Техред.Л.Олейник

Корректор Е.Сирохман.

Тирам 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1649/13

Филиал ППП "Патент", r. Ултород, ул. Проектная, 4