RU1818188C - Способ соединени внахлест листов из алюмини и стали - Google Patents

Abstract

Использование: в химическом и общем машиностроении, электротехнической и электронной промышленности при соединении внахлест листов из алюмини  и стали. Сущность изобретени : на поверхности алюминиевой детали выполн ют выступы пр моугольной конфигурации с шириной равной 0,45-0,6 их высоты и с прорезью посредине торца на всем прот жении noИзобретение относитс  к способам соединени  листов алюмини  и стали защемлением с элементами холодной сварки и может быть использовано в химическом и общем машиностроении, электротехнической и электронной промышленности. Целью изобретени   вл етс  повышение качества соединени  внахлест листов алюмини  и стали путем исключени  образовани  неплотностей в зонах сопр жени  канавок с выступами. На фиг. 1 показаны подлежащие защемлению и сварке детали (верхн   деталь с пр моугольным выступом выполнена из следнего. На стальной детали выполн ют канавки с пр моугольным и трапецеидальным , с расширением к основанию участками . На основани х канавок выполн ют треугольные выступы. Глубина прорези в выступе алюминиевой детали равна длине боковой грани треугольного выступа. Глубина пр моугольной части канавки составл ет 0,35-0,65 высоты пр моугольного выступа. Угол наклона между боковыми гран ми треугольного выс гупа в основании канавки выполн ют в пределах 45 - 70°. Наклонные стенки канавки и боковые грани треугольного выступа параллельны, рассто ние между ними равно половине ширины выступа алюминиевой детали. Способ исключает образование неплотностей в зонах, сопр жени  канавок и выступов соедин емых поверхностей, что позвол ет получить плотное и качественное соединение внахлест листов из алюмини  и стали. 3 ил., 3 табл. алюмини , нижн   деталь с канавкой и треугольным выступом - из стали) где а - ширина пр моугольного выступа на алюминиевой детали (соответственно, ширина пр моугольной части канавки на стальной детали); Ь - глубина пр моугольной части канавки на стальной детали; h - высота пр моугольного выступа на алюминиевой детали; на фиг.2 - момент начала операции совмещени , защемлени  и сварки деталей; на фиг.З - момент окончани  процесса защемлени  и сварки и получени  готового издели  из алюминиевой и стальной деталей . Ј ( ,ч |М 00 00 00 00

Description

Реализаци  предложенного способа осуществл етс  следующим образом. На листах алюмини  путем прокатки, лить  или фрезеровани  выполн ют выступы пр моугольной формы с прорезью посредине на всем прот жении выступа, а на стальных листах путем прокатки, лить  и фрезеровани  выполн ют равнообъемные канавки пр моугольной формы с расширением к основанию , на котором выполн ют треуголь- ный выступ в соответствии с фиг. 1-3, затем соедин емые детали издели , после соответствующей очистки и обработки сопр гаемых поверхностей, совмещают и прессуют. В процессе прессовани  более м гкий пр - моугольный выступ алюмини , упира сь о треугольный стальной выступ на дне канавки , под действием усили  прессовани  деформируетс  и перемещаетс  по поверхности треугольного более твердого вы- ступа, при этом за счет сил трени  и сопутствующей прессованию деформации металлов (особенно алюмини ) возникают очаги (элементы) холодной сварки. Одновременно с этим в процессе дальней- шего прессовани  происходит, под действием заостренного треугольного выступа на дне канавки, разделение пр моугольного выступа на две части, кажда  из которых деформируетс  и запрессовываетс  в соот- ветствующую нишу канавки. В результате этого процесса образуетс  соединение, прочность и надежность которого обусловливаетс  наличием защемлени  с элементами холодной сварки металлов. На подготовительном этапе при отсутствии необходимости серийного производства выступы и канавки на подлежащих соединению детал х могут быть выполнены путем фрезеровани . При широком серий- ном производстве формирование выступов и канавок может быть выполнено путем отливки деталей, подлежащих соединению, с последующей механической обработкой кромок в зонах сопр жени  выступов и ка- навок. Пр моугольные выступы могут быть сформированы И путем прокатки или лить , а канавки путем лить  или прокатки пр мо- угольной части с последующим фрезерованием расширенной части канавок.

Ниже приведены .примеры реализации предложенного способа и анализ полученных опытных данных, на основании которых даны наиболее целесообразные усредненные соотношени  размеров выступов и ка- навок, которым отдаетс  наибольшее предпочтение при использовании предложенного способа.

Количество швов соединени  (количество выступов и канавок), обеспечивающих

плотное и достаточно прочное соединение листов алюмини  и стали при использовании предложенного способа определ етс  в каждом конкретном случае исход  из конкретных заданных условий работы и характера нагрузки данного соединени .

П р и м е р 1. Дл  сварки алюминиевого и стального листов размерами 200 х 300 мм, толщиной соответственно 10 и 20 мм, на алюминиевом листе были выполнены фрезерованием пр моугольные выступы шириной 3 мм и выстой 6 мм, а на стальном листе канавки с шириной, равной ширине выступов и углом наклона боковых стенок канавок в их расширенной части, равным 60°. Пр моугольные выступы были разрезаны посредине вдоль на всю длину фрезой, заточенной по радиусу во избежание по влени  трещин в развитие разреза, на глубину 4 мм, что соответствует длине боковой грани треугольного выступа на дне канавки.

Всего было выполнено п ть выступов и канавок по всей ширине заготовок с рассто нием между ними 68 мм и кра ми по 4 мм. Затем заготовки были совмещены по выступам и канавкам и прессовались.

Исследование сварных швов, полученных при этом, показало, что канавки равномерно заполнены металлом швов без зазоров, при этом дефектов на поверхности алюминиевой детали не обнаружено.

П р и м е р 2. Дл  сварки алюминиевого и стального листов толщиной 12 и 25 мм с размером 400 х 500 мм были выполнены выступы на алюминиевом листе и канавки на стальном листе по примеру 1 с углом наклона 45°. После прессовани  было проверено качества сварки швов и поверхности полученного издели . При этом заполнение шва было полным, деформации на поверхности сваренных листов не обнаружено.

П р и м е р 3. Дл  сварки алюминиевого и стального листов размером 250 х 300 мм толщиной 15 и 25 мм соответственно, были выполнены выступы на алюминиевом и канавки на стальном листе по примеру 1 с углом наклона 70°. Проверка сварного шва показала, что нарушений в шве и на поверхности издели  не имеетс .

Данные других примеров приведены в табл.1 -3.

Анализ опытных данных, приведенных в примерах 1 - 3, а так же в табл. 1 - 3, показывает, что при малых значени х отношени  d/h вследствие возникающей в начальный период прессовани  некоторой деформации выступа (выступ высокий и узкий ) имеет место неплотное соединение. При этом возможно по вление некоторой части металла выступа между плоскост ми

соединени , обуславливающее наличие вм тин на поверхности алюмини  (на более м гком металле). Аналогичное  вление наблюдаетс  и при малых значени х отношени  b/h и малых значени х угла заострени  треугольного выступа. В то же врем , при больших значени х отношений d/h, b/h и угла заострени  треугольного выступа вследствие недостаточно полного заполнени  канавки так же имеет место ненадежное защемление и вызванные этим снижение прочности соединени .

Опыт показывает, что наиболее удовлетворительные результаты получаютс  при следующих усредненных значени х указан- ных соотношений и угла заострени : a/h {0,45-0,6), b/h - (0,35-0,65) и угол: 45 - 70°.

При этом достигаетс  достаточно плотное качественное соединение листов без наличи  заметных вм тин на поверхности алюмини , обеспечивающее вместе с тем надежную прочность.

Таким образом, при использовании предложенного.способа интегрально достигаетс  высокое качество соединени , обусловленное совместным действием защемлени  и элементов холодной сварки.

Как видно из изложенного, использование предложенного способа позвол ет получить плотное и прочное соединение алюминиевых и стальных деталей без нару- . шени  поверхностей издели .

При необходимости, в ответственных случа х соединени  деталей по предложенному способу швы изготовл ют и по длине

и по ширине во взаимно перпендикул рных направлени х.

Claims (1)

1. Предложенный способ может быть использован и при соединении других разнородных металлов и пластичных материалов. Формула изобретени  Способ соединени  внахлест листов из алюмини  и стали, включающий выполнение выступов на листе из алюмини , выполнение равнообъемных им канавок на листе из стали, сопр жение выступов с канавками и последующее прессование листов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества соединени  путем исключени  образовани  неплотностей в зонах сопр жени  выступов с канавками, выступы выполн ют пр моугольными с шириной, равной 0,45 0,6 их высоты, и с прорезью посредине торца на всем прот жении последнего , канавки выполн ют с пр моугольным и трапецеидальным с расширением к основанию участками, на основани х канавок выполн ют треугольные выступы с углом между боковыми гран ми 45 - 70°, причем наклонные стенки канавки и соответствующие боковые грани треугольного выступа параллельны, и рассто ние между ними равно половине ширине пр моугольного выступа, глубина прорези в пр моугольном выступе равна длине боковой грани треугольного выступа, профиль пр моугольной части канавки соответствует профилю пр моугольного выступа, а ее глубина составл ет 0,35 - 0,65 высоты пр моугольного выступа.

   a/h ()

   0,35

   0,4

   0,45

   0,5

   0,6

   0,7

   0,8

   Неплотное соединение, наличие заметных вм тин

   То же

   Плотное соединение, отсутствие вм тин То же

   Недостаточно надежное защемление, неполное заполнение канавки Недостаточно надежное защемление

   Таблица 1

   Результаты опытных данных

   b/h ()

   0,25

   0,3

   0,35

   0,4

   0,5

   0,6

   0,65

   0.7

   0.8

   Неплотное соединение, наличие вм тин

   То же Плотное соединение, отсутствие вм тин

   Тоже

   ,. . ( Неплотное соединение, не полное заполнение канавки Тоже

   Угол на выступе, град

   35

   40

   45

   50

   60

   70

   80

   90

   Неплотное соединение, не надежное защемление и не полное заполнение канавки

   Тоже

   Плотное соединение, надежное защемление и заполнение канавки

   То же

   Не плотное соединение - не надежное защемление и заполнение

   канавки, снижение прочности

   Тоже

   Таблица 2

   Результаты опытных данных

   Таблица 3

   Результаты опытных данных

   Фиг. 2

    риг.3