Способ сварки давлением с подогревом

Способ сварки давлением с подогревом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения и прецизионности свариваемого изделия путем снижения напряжений в зоне соединения. Свариваемые детали размещают между штоками сварочного устройства и нагревают до температуры сварки. В процессе нагрева осуществляют перемещение по крайней мере одного из штоков в направлении от плоскости контакта со скоростью, равной суммарной скорости линейного термического расширения материалов свариваемых деталей и штоков. По достижении температуры сварки и выравнивании температурного поля в зоне соединения осуществляют изотермическую выдержку под определенным сварочным давлением. В процессе нагрева снижаются неконтролируемые напряжения в зоне соединения. 1 ил.

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЩМЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц) В 23 К 20/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4359870/31-27 (22) 04.11.87 (46) 30.06.90. Бюл. И 24 (72) А.П.Терновский, С.А.Гавриленко-Горошевский и Б.Е.Дашевский (53) 621.791.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 844185, кл. В 23 К 20/00, 1979. (54) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ С ПОДОГРЕВОМ (57) Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в различных отраслях промьппленности. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения и прецизионности свариваемого изделия путем снижения напряжений в зоне

Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения и прецизионности свариваемого изделия путем снижения напряжений в зоне соединения.

На чертеже показана схема осуществления способа.

Свариваемые детали 1 обрабатывают до требуемой шероховатости соединяемых поверхностей, промывают от загрязнений, пакетирууот и устанавливают на рабочую поверхность нижнего сдавливающего штока 2. Перемещением по стрелке А верхнего сдав„„SU„„ l 574407 Д 1

2 соединения. Свариваемые детали размещают между штоками сварочного устройства и нагревают до температуры сварки. В процессе нагрева осуществляют перемещение по крайней мере одного из штоков в направлении от плоскости контакта со скоростью, равной суммарной скорости линейного термического расширения материалов свариваемых деталей и штоков. По достижении температуры сварки и выравнивании температурного поля в зоне соединения осуществляют изотермическую выдержку под определенным сварочным давлением. В процессе нагрева снижаются неконтролируемые.напряжения в зоне соедине- ния. 1 ил. ливающего штока 3, с с. e:ø Hå ííîãî с измерительным датчиком 4 нагрузок на подвижной нагружающей траверсе

5, добиваются состояния плотного контакта свариваемых заготовок между собой и штоками. Далее гppMpTH зируют и вакуумируют объем рабочеи камеры до заданной степени разрежения, после чего осуществляют нагрев от комнатной температуры до сварки.

Заявляемый способ применим для любоro вида нагрева, используемого в сварке давлением. Для определенности на схеме представ. ед ра; иаддонный нагрев, осуществляемый посредством нагревателей 6. Па мере возрастания температуры происходит линейное термическое расширение сварпваемых де157ч407

rpe V„

НпгР

Тcв

Тн

55 талей и штоков, приводящее к возникновению деформирующего усилия, которое фиксируется датчиком нагрузок.

Регистрация изменения нагрузки поз- . воляет назначить момент включения перемещения верхнего сдавливающего штока от плоскости контакта, компенсирующего рост деформирующего усилия, Перемещение осуществляют посредством механического привода нагружающейтраверсы в направлении В. Скорость перемещения определяют в,соответст.вии с теплофизическими константами системы детали-штоки и выбранным режимом нагрева по формуле

V „ 2 1... ; (Тсв -T, ) 3

V—

То средняя скорость нагрева, град/мин; температура сварки, C начальная температуо ра, С; началЬная длина i-ro нагреваемого элемента, мм; коэффициент термического расширения материала i-ro нагреваемого элемента, град количество нагреваемых элементов.

Контроль за правильностью выбранной скорости перемещения осуществляют по показаниям датчика нагрузок, объединенного в электрической цепи с самопишущим потенциометром. Если выбранная скорость перемещения штока меньше, чем скороСть линейного расширения системы деталь — штоки, наблюдают рост деформирующей нагрузки.

Если скорость перемещения больше, регистрируют разрыв электрической цепи, соответствующий нарушению состояния контакта деталь — штоки. В обоих случаях производят необходимую коррекцию скорости перемещения штока посредством изменения напряжения в цепи механического привода.

Процесс легко поддается автоматиза- ции, что существенно повышает его быстродействие и.воспроизводимость.

По достижении температуры сварки и выравнивания температурного поля необходимость компенсации напряжений пропадает, прекращают разгружающее перемещение штока, осуществляют заданный деформационный цикл сварки, 20

50 после чего детали охлаждают и выгружают из рабочего объема.

Таким образом, изобретение поз- . воляет эффективно контролировать и управлять протеканием подготовительной стадии — нагрева до температуры сварки, компенсируя нагрузки, возникающие в результате термического расширения системы деталь — штоки и, следовательно, получать качественное прецизионное соединение.

Пример. Сваривали в вакууме элементы узлов прецизионных фотоэлектронных приборов, осуществляя соединение медной сетки с корпусом, выполненным из никелевого сплава.

Сварку проводили на установке

УДСПД-2. Свариваемый узел в сборе помещали в рабочую камеру установки и вводили в состояние плотного контакта со сдавливающими штоками, после чего рабочий объем герметизировали и вакуумировали до степени разрежения 3,3 ° 10 з:la. Свариваемые детали и штоки нагревали радиационным способом до Т в = 570 С со средней скоростью 60 С/мин.

С момента начала нагрева посредством датчика нагрузок фиксировали изменение усилия, возникающего в результате термического расширения свариваемых деталей и штоков. По достижении удельных нагрузок 3 МПа, выбранных на уровне 107 от сварочного давления 30 МПа, перемещали верхний сдавливающий шток со скоростью О, 5 мм/мин., обеспечивая постоянный выбранный уровень нагрузок.

Осуществив необходимый нагрев свариваемых деталей и сдавливающих штоков, разгружающее перемецение прекращали и осуществляли деформационный цикл сварки по заданной схеме, после чего изделие после охлаждения извлекали из камеры.

Качество полученного изделия оценивали по наличию дефектов сетчатого элемента. Анализ результатов, полученных при сварке, показал отсутствие дефектов в зоне сварки.

Формула изобретения

Способ сварки давлением с подогревом, при котором свариваемые детали размещают между штоками сварочного устройства, детали нагревают. до температуры сварки, сдавливают с определенной скоростью и осуцествля-, Составитель В.Петросян

° Редактор Л. Пчолинская Техред M. Ходанич Корректор А.Обручар

Заказ 1746 Тираж 638 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,101

5 157440 ют изотермическую выдержку, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварного соеди0 нения и прецизионности свариваемого изделия путем снижения напряжений в

5 зоне соединения, в процессе нагрева

7 6 осуществляют .перемещение по крайней мере одного из штоков в направлении от плоскости контакта со скоростью, равной суммарной скорости линейного термического расширения материалов свариваемых деталей и штоков.