Способ сварки нахлесточных соединений из разнородных металлов

Способ сварки нахлесточных соединений из разнородных металлов

Реферат

Способ сварки нахлесточных соединений из разнородных металлов

Изобретение относится к машиностроению, а также может быть использовано при сварке разнородных металлов в энергетике, автомобилестроении, судостроении и вагоностроении.

Известен способ плазменной сварки (Способ плазменной сварки алюминиевых сплавов. RU. Заявка: 2005101727/02. Опубл. 20.08.2006 г.), при котором возбуждают дежурную дугу между катодом и соплом-анодом и основную дугу постоянного тока обратной полярности между деталью и соплом-анодом с образованием общего анодного пятна, а через канал сопла-анода подают плазмообразующий газ, отличающийся тем, что анодное пятно располагают на внутренней кромке канала сопла-анода путем подачи на дежурную и основную дугу токов в соотношении I_д/I_о=0,4-3,2.

В качестве прототипа принят способ плазменной сварки алюминиевых сплавов (Способ сварки нахлесточных соединений RU. Заявка №2011134197. Решение о выдаче патента от 24 мая 2012 г.). Способ сварки нахлесточных соединений неподвижной сжатой дугой, при котором возбуждают дежурную дугу, прижимают свариваемые детали плазмотроном, проплавляют обе детали, образуют сварочную ванну в виде точки.

Однако этот способ не обеспечивает постоянного качества при сварке разнородных металлов.

Технический результат предлагаемого способа - повышение качества сварного соединения.

Способ сварки нахлесточных соединений из разнородных металлов, включающий сборку элементов внахлест, подключение источника питания, подачу плазмообразующего защитного газа, возбуждение дуги на верхнем элементе и проплавление обоих элементов сжатой дугой, сверху располагают элемент с плотностью большей, чем плотность металла нижнего элемента, причем толщину верхнего и толщину нижнего элементов выбирают из соотношения их толщин 1:3, при этом элементы собирают внахлест с величиной нахлеста, равной не менее десяти толщин нижнего элемента, а время сварки задают равным (2…4)δ секунд, где δ - суммарная толщина соединяемых элементов в мм.

Сварка нахлесточных соединений сжатой дугой производится следующим образом. Элементы собирают внахлест, с величиной нахлеста не менее десяти толщин нижнего элемента. Верхним устанавливают элемент с большей плотностью, например из стали. Нижним устанавливают элемент с меньшей плотностью, например из алюминиевого сплава. Соотношение толщин верхнего и нижнего элементов выбирают из соотношения 1 к 3. Подключают источник питания переменного тока, подают плазмообразующий защитный газ. Затем задают время сварки в пределах (2…4)δ секунд, где δ - суммарная толщина двух заготовок получаемого соединения. Возбуждают дугу на верхнем элементе, расположенном ближе к дуге. Затем производят проплавление собранных элементов сжатой дугой насквозь. Под давлением дуги расплавленный металл верхнего элемента выдувается на периферию сварочной ванны, затем дуга воздействует глубже, расплавляет нижний элемент и перемешивается с верхним. После формирования сварной точки источник питания отключается и дуга гаснет.

Заявляемый способ плазменной сварки разнородных металлов был опробован при сварке нахлесточных соединений из алюминиевого сплава АМг6 (толщиной 3 мм) и Стали 3 (толщиной 1 мм), сжатой однофазной дугой переменного тока от сварочного трансформатора ТДМ-402 У2. Во время эксперимента опробованы различные сочетания толщин верхнего и нижнего элементов от 1 до 3 мм. Хорошее формирование точки и удовлетворительная прочность получены при соотношении толщин верхнего и нижнего элемента 1:3. Верхним расположен элемент из стали, а нижним из алюминиевого сплава. Возбуждение дуги осуществлялось осциллятором со схемой защиты. Для сварки использовался плазмотрон типа ГСД-1М с автономной системой водяного охлаждения. Плазмообразующим защитным газом являлся аргон высшего сорта ГОСТ 10157-79. Образцы размером 140×35 укладывались друг на друга с нахлестом 35 мм. Предложенным способом сварена партия образцов при величине тока 140-170 А, время сварки 4-5 секунд, диаметр вольфрамового электрода 3,2 мм.

Использование заявляемого способа плазменной сварки позволяет получить сварные соединения хорошего качества. Способ решает существенную проблему сварки металлов с различными теплофизическими свойствами, особенно обладающими мгновенно восстанавливающейся окисной пленкой, типа алюминия.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в получении качественного сварного соединения. Предлагаемый способ может быть осуществлен с помощью известных в технике устройств. Следовательно, предлагаемый способ обладает промышленной применимостью.

Способ сварки нахлесточных соединений из разнородных металлов, включающий сборку элементов внахлест, подключение источника питания, подачу плазмообразующего защитного газа, возбуждение дуги на верхнем элементе и проплавление обоих элементов сжатой дугой, отличающийся тем, что сверху располагают элемент из металла с плотностью большей, чем плотность металла нижнего элемента, причем толщину верхнего и толщину нижнего элементов выбирают из соотношения их толщин 1:3, при этом элементы собирают внахлест с величиной нахлеста, равной не менее десяти толщин нижнего элемента, а время сварки задают равным (2…4)δ секунд, где δ - суммарная толщина соединяемых элементов, мм.