Способ контактной точечной сварки деталей разной толщины

Способ контактной точечной сварки деталей разной толщины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Назначение: для точечной сварки деталей с соотношением толщин 1:10 и менее. Сущность изобретения: между электродом и деталью меньшей толщины размещают пакет из 2.„5 слоев фольги. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4860300/08 (22) 16.08.90 (46) 30.09.92, Бюл, М 36 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона и Государственный оптический институт им.

С.И, Вавилова (72) Д,С. Ворона. Д,Ф. Сидоренко, А.М, Гринько и В.П. Фатичев (56) Чулошников П.Л. "Точечная и роликовая электросварка легированных сталей и сплавов", M., "Машиностроение", 1974, с. 120, 121.

"Технология и оборудование контактной сварки" под ред. Б.Д. Орлова, M,: "машиностроение", 1975, с. 165, Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано для неразъемного соединения разнотолщинных деталей с соотношением толщин 1:10 и менее, преимущественно когда температура плавления тонкой детали ниже температуры плавления толстой детали.

Для качественной сварки деталей с соотношением толщин 1:3 между электродом и тонкой деталью помещают сменный тепловой экран из материала с низкой теплоп роводностью (Чулош ников П.Л. "Точечная и роликовая электросварка легировайных сталей и сплавов ". М„Машиностроение, 1974, с, 120 — 121). К недостаткам этого способа следуетотнести: большой расходдефицитной фольги из молибдена или вольфрама; низкая стойкость электрода со стороны экрана и, следовательно, необходимость частой зачистки его рабочего конца; низкая производительность труда и др, Наиболее близким к заявляемому является способ контактной сварки, при котором остающийся тепловой экран толщиной

0,05 — 0,15 мм устанавливают между электро(st)s В 23 К 11/10 // В 23 К 103;16 (54)СПОСОБ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ

СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ РАЗНОЙ ТОЛЩИНЫ (57) Назначение: для точечной сварки деталей с соотношением толщин 1:10 и менее.

Сущность изобретения: между электродом и деталью меньшей толщины размещают пакет из 2...5 слоев фольги. 1 табл. дом и тонкой деталью (" Технология и оборудование контактной сварки, под ред, Б,Д, Орлова, М., Машиностроение, 1975, с, 165).

Однако такой способ контактной сварки не позволяет получить удовлетворительное качество сварных соединений разнотолщинных деталей с соотношением толщин

1:10 и менее, преимущественно когда температура плавления тонкой детали ниже температуры плавления толстой детали, Повышение здесь температуры нагрева свариваемых деталей за счет уменьшения теплоотвода в электрод по сравнению с контактной сваркой без теплового экрана недостаточно для получения требуемого объема ванны жидкого металла в зоне контакта тонкая-толстая деталь и образования качественного сварного соединения. Дальнейшее увеличение температуры нагрева за счет повышения сварочного тока обуславливает сквозное проплавление тонкой детали и теплового экрана, выплески и резкое снижение стойкости рабочей поверхности электрода и прочностных характеристик сварного соединения.

1764892

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа за счет сварки деталей с соотношением толщин 1:10 и менее.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контактной сварки разнотолщинных деталей, при котором остающийся тепловой экран устанавливают между электродом и тонкой деталью, а в качестве теплового экрана используют пакет из 2...5 слоев фольги.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в качестве теплового экрана используют пакет из 2...5 слоев фольги, Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области технически не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Введение по описываемому способу в зону сварки разнотолщинных деталей с соотношением толщин 1:10 и менее (между электродом и тонкой деталью), преимущественно когда температура плавления тонкой детали ниже температуры плавления толстой детали, пакета из нескольких слоев фольги обуславливает появление дополнительных контактных сопротивлений фольгафольга в количестве (n — 1), где и — количество слоев в пакете, являющихся дополнительными распределенными по толщине пакета источниками тепловыделения, препятствующими отводу тепла в электрод. Изменение количества слоев фольги в пакете позволяет по сравнению с известным способом, уменьшить теплоотвод в электрод и получить в зоне контакта тонкая-толстая деталь объем ванны жидкого металла, необходимый для получения качественного сварного соединения. При этом сквозного проплавления слоя фольги под электродом не происходит и рабочий конец последнего расплавленным металлом не загрязняется, Пример, При сварке деталей из материалов на основе алюминия и серебра толщиной 50 мкм с деталью из сплава на основе бериллия толщиной 2,5 мм (соотношение толщин свариваемых деталей 1:50) получение сварного соединения со стабильным качеством оказалось возможным только при использовании заявляемого способа. Сварку производят на установке

К-718 для точечной конденсаторной сварки

55 с односторонним токоподводом. В качестве материала остающегося теплового экрана используют материал тонкой детали. В таблице представлены технологические параметры сварки, максимальные (Fp MBKc) и минимальные (Fp мин) разрывные усилия на одну сварную точку.

Как видно из таблицы, качественные сварные соединения при контактной сварке материалов с соотношением толщин 1:10 и менее, преимущественно когда температура плавления тонкой детали ниже температуры плавления толстой, получены при использовании в качестве остающегося теплового экрана пакета из и слоев фольги.

Например, для соединения А1+ 8 Si д = 50 мкм с Be д= 2,5 мм наилучшие результаты механических испытаний получены при использовании пакета тепловых экранов из 3 слоев (50 мкм х 3) фольги Al + O Si, а для соединения ПСР-62 д = 50 мкм с Be д = 2,5 мм — пакете из 5 слоев (50 мкм х 5) ПСР-62.

Из таблицы следует, что при сварке деталей из сплава Al + 8 Si толщиной 50 мкм и бериллия толщиной 2,5 мм соотношение наибольшего и наименьшего разрывных усилий на одну сварную точку, характеризующее диапазоны разброса прочностных характеристик, составляет для одного слоя экрана

1,88, для двух и трех слоев 1,32 — 1,38, а для пяти слоев всего — 1,17. Дальнейшее увеличение количества слоев, например, до шести резко повышает этот показатель, Таким образом, наиболее стабильные и высокие результаты по прочности сварных точек получены при количестве слоев теплового экрана от 2 до 5.

Аналогичные результаты получены и при сварке деталей из сплава ПСР-62, д =

50 мкм и бериллия д = 2,5 мм.

Использование предлагаемого способа контактной сварки по сравнению с существующими способами обеспечивает сварку деталей с соотношением толщин 1:10 и менее, в том числе, когда температура плавления тонкой детали значительно меньше толстой, а также позволяет исключить выплески и резкое снижение стойкости рабочей поверхности электрода, тем самым повысить прочностные характеристики сварного соединения. Одновременно следует также отметить, как положительный эффект заявляемого способа, что введение в зону сварки дополнительных распределенных контактных сопротивлений позволяет уменьшить величину амплитудного значения сварочного тока, необходимого для качественной сварки деталей. Кроме этого, предлагаемое техническое решение позво1764892

Технологические параметры процесса сварки

Технологические параметры

Наименование материала остающего теплового экрана, его тогщнна Д мкм

Количество слоев материала в паке те теплового эк. рана

Разрывное усилие на точку

Р т ьч>кс

- — ---, н

F р. мин св мс

>>а4 м кА

Тсь,м > С по4 > кА мс

Ра, н со мс

A1+8X Si, О 50 мкм

3,6 2,5 3,7 10,0 30

2,0

Стабильность сварки получить не удалось

Л

3,2 .

2,2 2,6 3,6 10,0 30

1,6 г0

13

9,7

1,25 1,5 2,6 3,6 10,0

30 - г г

9,6

10 3

6 ,1

«>>»

1,25 1,4 2,7 3,6 10,5

10,5

1,4 2,7 3,7

14 27 38 105

2,0 2,8 4,8 10,0

1,0

ПСР-62, 5 - =50 мкм

1,6

Стабильность сварки получить не удалось

«>!»

1 ° 6 2,8 4,9

1,4 2,8 4,9

1 3 2 8 5 0

1,3

1,г

1,1

10,0

10,0

30 e,г/1,3

30 6,5/2,?

3 Я

30 г,1

«I I»

ПСР-62, - 50 мкм

10>5

«>!»

1,0

1>2 2,8 4,7 10,5

П р и м е ч а н и е. IÄd4 - максимальный ток подогревного импульса I - максималь.м ° са.м ный ток сварочного импульса; й„в„- время прохождения пологревного импульса; сп - время, в течение которого свг«оч. ток достигает значения 1 „; tcd - время сварки; Ра - усхг е схатил электродов

Составитель Д.Ворона

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор М.Керецман

Редактор Е.Егорова

Заказ 3339 Тираж Подписное

° ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

> ляет осуществить монтажную приварку нескольких слоев фольги припоя на составные узлы крупномасштабных оптических приборов.

В связи с отсутствием выплесков аэрозолей металлов улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый способ позволяет получить высокое качество сварных соединений деталей с соотношением толщин 1:10 и менее. формула изобретения

Способ контактной точечной сварки деталей разной толщины, при котором между электродом и деталью меньшей толщины

5 устанавливают остающийся тепловой экран, отл ич а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения сварки деталей с соотношением толщин 1:10 и менее, в каче10 стве теплового экрана используют пакет из

2...5 слоев фольги.