RU2269400C2 - Method of resistance welding - Google Patents

Method of resistance welding Download PDF

Info

Publication number
RU2269400C2
RU2269400C2 RU2003101956/02A RU2003101956A RU2269400C2 RU 2269400 C2 RU2269400 C2 RU 2269400C2 RU 2003101956/02 A RU2003101956/02 A RU 2003101956/02A RU 2003101956 A RU2003101956 A RU 2003101956A RU 2269400 C2 RU2269400 C2 RU 2269400C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
welding
parts
zone
heating
sections
Prior art date
Application number
RU2003101956/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003101956A (en
Inventor
Александр Антонович Кислицкий (RU)
Александр Антонович Кислицкий
Михаил Михайлович Нехода (RU)
Михаил Михайлович Нехода
Андрей Михайлович Куркин (RU)
Андрей Михайлович Куркин
Александр Борисович Александров (RU)
Александр Борисович Александров
Александр Владимирович Струков (RU)
Александр Владимирович Струков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" filed Critical Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority to RU2003101956/02A priority Critical patent/RU2269400C2/en
Publication of RU2003101956A publication Critical patent/RU2003101956A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2269400C2 publication Critical patent/RU2269400C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; welding.
SUBSTANCE: invention relates to welding and it can be used in manufacture of structural members of materials featuring high plastic properties in zones of temperatures of recrystallization, particularly, in manufacture of frame members of heat liberating assemblies of nuclear reactors manufactured of zirconium alloys. Proposed method of resistance welding with simultaneously putting two weld spots of mainly coaxially arranged parts, includes compression of parts and heating of welding zone with electric current at partial shunting. Compression is done with forming of line of contact along generatrices of parts. Heating is carried out first with forming of zone of higher plasticity along line of contact of parts generatrix in which sections of diffusion character connection are formed, and at further heating, sections of cast nugget are formed in middle part of weld spots. When forming sections of cast nugget, zone of melting is made not exceeding half of area of weld spot, and at beginning of metal melting, welding current is cut off.
EFFECT: improved quality of welds, reduced labor input in manufacture of parts.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области сварочной технологии и может быть использовано при изготовлении элементов конструкций из материалов, обладающих высокими пластическими свойствами в зоне температур рекристаллизации, и, в частности, при изготовлении элементов каркаса тепловыделяющих сборок ядерных реакторов, изготовляемых из сплавов циркония.The invention relates to the field of welding technology and can be used in the manufacture of structural elements from materials having high plastic properties in the temperature zone of recrystallization, and, in particular, in the manufacture of frame elements of fuel assemblies of nuclear reactors made of zirconium alloys.

Известен способ контактно-точечной сварки с одновременным выполнением двух точек с образованием литого ядра, заключающийся в сжатии свариваемых деталей, их нагреве в зоне сварки электрическим током при его подводе к одной из свариваемых деталей через электроды сварочного устройства (см.: Б.Д.Орлов, Ю.В.Дмитриев и др. "Технология и оборудование контактной сварки". - М.: Машиностроение, 1975, с.167-168, рис.5.21 (а)), недостатком которого является повышенная деформация свариваемых деталей, когда, по крайней мере, к одной из деталей предъявляются повышенные требования по сохранению своих геометрических размеров после сварки или минимальной ее деформации, что делает невозможным его применение. Кроме того, способ предполагает получение сварного соединения за счет образования литого ядра, что не всегда возможно и целесообразно, например, при сварке сплавов циркония, имеющих высокие пластические свойства в районе температур рекристаллизации и являющихся активными геттерами, или из-за выплесков, ухудшающих качество сварки.A known method of contact spot welding with the simultaneous execution of two points with the formation of a molten core, which consists in compressing the parts to be welded, heating them in the zone of welding with electric current when it is supplied to one of the parts being welded through the electrodes of the welding device (see: B.D. Orlov , Yu.V. Dmitriev and others. "Technology and equipment of contact welding." - M .: Mashinostroenie, 1975, p. at least one of the details is shown increased s requirements to maintain their geometric dimensions after welding or minimal deformation, which makes it impossible to use. In addition, the method involves obtaining a welded joint due to the formation of a cast core, which is not always possible and advisable, for example, when welding zirconium alloys having high plastic properties in the region of recrystallization temperatures and which are active getters, or due to splashes that impair welding quality .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ односторонней контактной сварки с использованием шунтирующей подкладки(см. там же, рис.5.21 (б)) - прототип, недостатком которого является сложность технологического выполнения для случая, когда, по крайней мере, одна из деталей представляет собой длинномерную оболочку с малым внутренним диаметром, что делает применение способа крайне затруднительным или невозможным из-за необходимости использования шунтирующей подкладки, исключающей недопустимую деформацию нижней детали. Кроме того, способ предполагает получение сварного соединения за счет образования литого ядра, что не всегда возможно и целесообразно, например, при сварке сплавов циркония, имеющих высокие пластические свойства в зоне температур рекристаллизации и являющихся активными геттерами, или из-за выплесков температур, ухудшающих качество сварки.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a method of one-side contact welding using a shunt pad (see ibid., Fig.5.21 (b)) - a prototype, the disadvantage of which is the complexity of the technological implementation for the case when, at least , one of the parts is a long shell with a small inner diameter, which makes the application of the method extremely difficult or impossible due to the need to use a shunt pad, except boiling unacceptable deformation of the bottom part. In addition, the method involves obtaining a welded joint due to the formation of a molten core, which is not always possible and advisable, for example, when welding zirconium alloys having high plastic properties in the recrystallization temperature zone and being active getters, or due to temperature spikes that impair the quality welding.

Технической задачей изобретения является повышение качества сварных швов и снижение трудоемкости изготовления деталей.An object of the invention is to improve the quality of welds and reduce the complexity of manufacturing parts.

Поставленная задача решается тем, что в способе контактной сварки с одновременной простановкой двух сварных точек преимущественно коаксиально расположенных деталей, выполненных из сплавов с повышенной пластичностью в зоне температур рекристаллизации, включающем сжатие деталей, их нагрев в зоне сварки электрическим током с частичным его шунтированием, согласно изобретению сжатие выполняют с образованием линии контакта вдоль образующей деталей, а нагрев осуществляют сначала с образованием зоны с повышенной пластичностью по линии контакта вдоль образующей деталей, в которой образуют участки соединения диффузионного характера, а при дальнейшем нагреве образуют участки литого ядра в средней части сварных точек. Также задача выполняется и тем, что при образовании участков литого ядра зону расплавления выполняют не превышающей половины площади сварной точки, а с началом расплавления металла в зоне контакта сварочный ток отключают.The problem is solved in that in the method of contact welding with the simultaneous establishment of two weld points of predominantly coaxially located parts made of alloys with increased ductility in the temperature zone of recrystallization, including compression of the parts, their heating in the welding zone by electric current with partial shunting, according to the invention compression is performed with the formation of a contact line along the generatrix of the parts, and heating is carried out first with the formation of a zone with increased ductility along the line a beat along the generatrix of the parts, in which the diffusion joints are formed, and with further heating, the cast core is formed in the middle of the weld points. The task is also fulfilled by the fact that during the formation of sections of the molten core, the melting zone is performed not exceeding half the area of the weld point, and when the metal is melted in the contact zone, the welding current is turned off.

Указанная совокупность признаков является новой и позволяет решить поставленную задачу.The specified set of features is new and allows you to solve the problem.

Выполнение сварных швов с образованием участков соединения диффузного характера в образованной зоне повышенной пластичности по линии контакта вдоль образующей свариваемых деталей с величиной зоны взаимного расплавления менее половины площади сварной точки при распространении зоны с измененной структурой в более толстую деталь на величину, не превышающую двух третей ее толщины, уменьшает деформацию деталей и исключает чрезмерный их нагрев, предотвращает выплески из-за выхода литого ядра на поверхность.Performing welds with the formation of diffusion joints in the formed zone of increased ductility along the contact line along the generatrix of the welded parts with the size of the mutual melting zone is less than half the area of the weld point when the zone with the changed structure extends into a thicker part by an amount not exceeding two thirds of its thickness , reduces the deformation of parts and eliminates excessive heating, prevents splashes due to the release of the molten core to the surface.

Фиксация приборными методами начала образования участка взаимного расплавления свариваемых деталей и отключение тока сварки позволяет стабилизировать качество сварки и уменьшить затраты на удаление выплесков.Fixation by instrumentation methods of the beginning of the formation of a section of mutual melting of the parts to be welded and disconnection of the welding current can stabilize the quality of welding and reduce the cost of removing splashes.

Сущность способа поясняется чертежами.The essence of the method is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан вариант схемы выполнения способа при сварке длинномерной трубы с тонкостенной втулкой.Figure 1 shows a variant of the flowchart for welding a long pipe with a thin-walled sleeve.

На фиг.2 проиллюстрировано применение способа сварки для приварки к длинномерной трубе одновременно двух тонкостенных втулок.Figure 2 illustrates the application of the welding method for welding to a long pipe simultaneously two thin-walled bushings.

На фиг.3 схематично показано сварное соединение.Figure 3 schematically shows a welded joint.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Привариваемые детали 1, 2, 3 предварительно устанавливают на деталь 4. Поочередно в места сварки подводятся электроды 5. Свариваемые детали сжимаются сварочным усилием Р с образованием линии контакта вдоль образующей деталей. Величина сварочного усилия Р недостаточна для возникновения недопустимой деформации свариваемых деталей. Через образовавшийся контакт пропускается импульс сварочного тока от источника питания (не показан). Величина сварочного усилия, параметры импульса сварочного тока выбираются в зависимости от материала свариваемых деталей и толщины их стенок. В связи с тем что материал деталей обладает повышенными пластическими свойствами в зоне температур рекристаллизации, нагрев зоны сварки выполняется коротким импульсом. В результате металл детали 4, расположенный под сварным соединением, прогревается до состояния повышенной пластичности только на величину Z, составляющую не более двух третей толщины ее стенки (фиг.3). Это предотвращает недопустимые деформации детали 4 с внутренней стороны и позволяет избежать нежелательного контакта перегретого металла с атмосферой. По мере протекания процесса между участками в зоне сварки, нагретыми до пластического состояния, сначала образуются участки соединения диффузионного характера 6 (фиг.3). Дальнейший их нагрев приводит к началу плавления деталей в зоне контакта и образованию участков литого ядра 7. Появление этих участков может идти одновременно с двух концов сварного соединения или с одного в зависимости от первоначального распределения сопротивления в контакте свариваемых деталей. В средней части сварной точки, где достигается максимальное сжатие деталей за счет применения электродов сферической или эллипсной формы, сопротивление зоны сварки минимально, литая структура образуется в последнюю очередь. Если площадь, занимаемая расплавленным металлом, в сварной точке превышает половину ее величины, отмечается, как правило, выплеск через деталь 1 или 3, 4 (фиг.1 и фиг.2 соответственно).The parts to be welded 1, 2, 3 are pre-installed on the part 4. Electrodes 5 are fed alternately to the weld points. The parts to be welded are compressed by the welding force P to form a contact line along the forming parts. The magnitude of the welding force P is insufficient for unacceptable deformation of the parts to be welded. A pulse of the welding current from a power source (not shown) is passed through the formed contact. The magnitude of the welding force, the pulse parameters of the welding current are selected depending on the material of the parts to be welded and the thickness of their walls. Due to the fact that the material of the parts has increased plastic properties in the recrystallization temperature zone, the welding zone is heated with a short pulse. As a result, the metal of part 4 located under the welded joint warms up to the state of increased ductility only by the value Z, which is no more than two-thirds of its wall thickness (Fig. 3). This prevents unacceptable deformation of part 4 from the inside and avoids unwanted contact of the superheated metal with the atmosphere. As the process proceeds between the sections in the welding zone heated to a plastic state, the diffusion-type connection sections 6 are first formed (Fig. 3). Their further heating leads to the beginning of the melting of parts in the contact zone and the formation of sections of the cast core 7. The appearance of these sections can occur simultaneously from two ends of the welded joint or from one, depending on the initial distribution of resistance in the contact of the parts being welded. In the middle part of the weld point, where maximum compression of the parts is achieved through the use of spherical or elliptical electrodes, the resistance of the weld zone is minimal, and the cast structure is formed last. If the area occupied by the molten metal at the weld point exceeds half its size, a splash through the part 1 or 3, 4 is usually noted (Fig. 1 and Fig. 2, respectively).

Предлагаемый способ реализован при сварке направляющих каналов и центральной трубы с дистанционирующими решетками тепловыделяющей сборки ядерного реактора ВВЭР-1000. Направляющие каналы и центральная труба представляют собой длинномерные трубки наружным диаметром 12,6 мм или 13 мм при толщине стенки порядка 0,9 мм, выполненные из сплава циркония Э-110 или Э-635. На направляющих каналах и центральной трубе с определенным шагом устанавливаются дистанционирующие решетки, состоящие из отдельных сваренных между собой контактно-точечной сваркой ячеек с толщиной стенки 0,3-0,25 мм. Ячейки образуют сотовую конструкцию и предназначены для установки в них тепловыделяющих элементов. В местах прохождения через дистанционирующие решетки направляющих каналов и центральной трубы соответствующие ячейки отсутствуют. Контакт между направляющими каналами, центральной трубой и ячейками, имеющими сложную геометрическую форму, вписываемую в правильный шестиугольник с размером под ключ порядка 12,8 мм, осуществляется по линии. Внутренний диаметр вписанной в ячейку окружности составляет около 9 мм. Сварка осуществляется в условиях сборочного стапеля при помощи сварочных клещей, обеспечивающих сжатие деталей электродами и подвод к ним сварочного тока. Сварка выполняется при усилии 35-50 кг импульсом тока 6-8 кА и скорости его нарастания 1-15 мсек, длительности импульса 8-15 мсек от источника питания инверторного типа с контролем параметров режима. Цикл сжатия электродов, включения сварочного тока и разжатия электродов осуществляется автоматически после команды оператора. Установка и фиксирование электродов в ячейках выполняется оператором вручную.The proposed method is implemented when welding guide channels and a central pipe with spacer grids of a fuel assembly of a VVER-1000 nuclear reactor. The guide channels and the central tube are long tubes with an outer diameter of 12.6 mm or 13 mm and a wall thickness of about 0.9 mm, made of zirconium alloy E-110 or E-635. On the guide channels and the central pipe, spacing grids are installed with a certain step, consisting of separate cells welded to each other by contact-spot welding with a wall thickness of 0.3-0.25 mm. The cells form a honeycomb structure and are intended for installation of fuel elements in them. In places of passage through the spacer grids of the guide channels and the central pipe, the corresponding cells are absent. The contact between the guide channels, the central tube and the cells having a complex geometric shape, inscribed in a regular hexagon with a key size of about 12.8 mm, is carried out along the line. The inner diameter of the circle inscribed in the cell is about 9 mm. Welding is carried out in an assembly building using welding pliers, providing compression of the parts by electrodes and the supply of welding current to them. Welding is performed at a force of 35-50 kg with a current pulse of 6-8 kA and a slew rate of 1-15 ms, a pulse duration of 8-15 ms from an inverter type power source with control of the parameters of the mode. The cycle of compression of the electrodes, the inclusion of welding current and the expansion of the electrodes is carried out automatically after an operator's command. The installation and fixation of the electrodes in the cells is performed manually by the operator.

Claims (2)

1. Способ контактной сварки с одновременной простановкой двух сварных точек, преимущественно коаксиально расположенных деталей, выполненных из сплавов с повышенной пластичностью в зоне температур рекристаллизации, включающий сжатие деталей и нагрев в зоне сварки электрическим током с частичным его шунтированием, отличающийся тем, что сжатие выполняют с образованием линии контакта вдоль образующей деталей, а нагрев осуществляют сначала с образованием зоны с повышенной пластичностью по линии контакта вдоль образующей деталей, в которой образуют участки соединения диффузионного характера, а при дальнейшем нагреве образуют участки литого ядра в средней части сварных точек.1. The method of contact welding with the simultaneous establishment of two weld points, mainly coaxially located parts made of alloys with high ductility in the temperature zone of recrystallization, including compression of the parts and heating in the welding zone by electric current with partial shunting, characterized in that the compression is performed with the formation of a contact line along the forming parts, and heating is carried out first with the formation of a zone with increased ductility along the contact line along the forming parts, in which th form sections of the compound of a diffusion nature, and with further heating they form sections of a cast core in the middle of the weld points. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при образовании участков литого ядра зону расплавления выполняют не превышающей половины площади сварной точки, при этом с началом расплавления металла сварочный ток отключают.2. The method according to claim 1, characterized in that when the molten core sections are formed, the melting zone is performed not exceeding half the area of the weld point, while the welding current is turned off when the metal is melted.
RU2003101956/02A 2003-01-24 2003-01-24 Method of resistance welding RU2269400C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101956/02A RU2269400C2 (en) 2003-01-24 2003-01-24 Method of resistance welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101956/02A RU2269400C2 (en) 2003-01-24 2003-01-24 Method of resistance welding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003101956A RU2003101956A (en) 2004-07-20
RU2269400C2 true RU2269400C2 (en) 2006-02-10

Family

ID=35837417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003101956/02A RU2269400C2 (en) 2003-01-24 2003-01-24 Method of resistance welding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2269400C2 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БАЛКОВЕЦ Д.С. Точечная и роликовая сварка специальных сталей и сплавов. М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1957, с.114-116, Рис.5.18. (в). *
ОРЛОВ Б.Д. Технология и оборудование контактной сварки. М.: Машиностроение, 1975, с.167-168, Рис.5.21.(а). *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003101956A (en) 2004-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101596642B (en) Resistance welding method and welded structure
CN101277779A (en) Bolt for projection welding and method of welding the same
JP2006247673A (en) Method of welding procedure for pipe
CH661232A5 (en) METHOD FOR DIFFUSION WELDING.
KR20200128153A (en) Resistance spot welding joint of aluminum material and resistance spot welding method of aluminum material
RU2269400C2 (en) Method of resistance welding
US3617677A (en) Method of manufacturing welded steel gratings
CA2049087C (en) Method for producing a composite pipe
US3666910A (en) Method of solid state bonding an article to a tube surface
WO2012089038A1 (en) Mobile terminal ringtone playing method and device
KR20120135966A (en) A spot welding electrode
US8426762B2 (en) Method of resistance butt welding using corrugated flux-filled metal inserts
CN110773894B (en) Reheating crack control method for welding heat affected zone of large-restraint-degree structural assembly
Charde Effects of Electrode Deformation on Carbon Steel Weld Geometry of Resistance Spot Welding
RU2351026C1 (en) Method of making directing channel of nuclear reactor fuel assembly
JP3474237B2 (en) High-strength shear reinforcement and method for producing the same
DE10259870A1 (en) Cooling element, in particular for ovens, and method for producing a cooling element
JPH02176598A (en) Fuel rod for nuclear reactor
RU2152084C1 (en) Guide channel
RU2378091C2 (en) Method for contact-butt welding of pipe with plug
RU2246768C2 (en) Method for manufacturing spacer grid of nuclear-reactor fuel assembly
JPH1017940A (en) Method for heat treating weld zone in end plug of fuel rod
JPS6321589B2 (en)
RU2293635C1 (en) Method of resistance butt-welding of piston with plugs
CN104625373A (en) Method for forming alpha-phase titanium alloy large-cross-section ring piece through flash welding

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20050524