RU2309031C2 - Method for forming welded joints of sheet metallic materials - Google Patents
Method for forming welded joints of sheet metallic materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309031C2 RU2309031C2 RU2004112229/02A RU2004112229A RU2309031C2 RU 2309031 C2 RU2309031 C2 RU 2309031C2 RU 2004112229/02 A RU2004112229/02 A RU 2004112229/02A RU 2004112229 A RU2004112229 A RU 2004112229A RU 2309031 C2 RU2309031 C2 RU 2309031C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welded
- inductor
- welding
- blanks
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области высокочастотной сварки и может быть использовано при производстве различных тонкостенных изделий, в частности оболочковых деталей.The present invention relates to the field of high-frequency welding and can be used in the manufacture of various thin-walled products, in particular shell parts.
Известна «Сварка металлических оболочек электрических кабелей», А.Н.Шамов, И.В.Лунин, В.Н.Иванов, «Высокочастотная сварка металлов», Л.: Машиностроение, 1977, стр.148-155, рис.94, при которой металлическая лента вначале изгибается, приобретая корытообразную форму, а затем свертывается в цилиндрическую трубу с прямолинейным схождением кромок встык.The famous "Welding of the metal sheaths of electric cables", A.N. Shamov, I.V. Lunin, V.N. Ivanov, "High-frequency welding of metals", L .: Engineering, 1977, pp. 144-155, Fig. 94, in which the metal tape is initially bent, acquiring a trough-like shape, and then rolled up into a cylindrical pipe with a straight convergence of the butt edges.
Данным способом трудно сваривать изделия конечной длины, так как неизбежны непроваренные участки в начале и конце сварного шва, и изделия сложной конфигурации из-за особенностей систем подвода тока и механизмов осадки. Этот способ не позволяет сваривать внахлестку, а при сварке встык существует ограничение свариваемых поверхностей по толщине в сторону уменьшения.In this way, it is difficult to weld products of finite length, since unevaled sections at the beginning and end of the weld are inevitable, and products of complex configuration due to the peculiarities of current supply systems and upsetting mechanisms. This method does not allow lap welding, and when butt welding, there is a limitation of the surfaces to be welded along the thickness in the direction of reduction.
Известна «Сварка стальных тонкостенных спиральношовных труб», А.Н.Шамов, И.В.Лунин, В.Н.Иванов, «Высокочастотная сварка металлов», Л.: Машиностроение, 1977, стр.170-178, рис.105, при которой свариваемые поверхности прижимаются друг к другу дополнительными устройствами с двух сторон, сварка происходит внахлестку с контактным подводом тока.The famous "Welding of steel thin-walled spiral-seam pipes", A.N. Shamov, I.V. Lunin, V.N. Ivanov, "High-frequency welding of metals", L .: Engineering, 1977, pp. 170-178, Fig. 105, in which the surfaces to be welded are pressed against each other by additional devices on both sides, the welding is overlapped with a contact current supply.
Этот способ также имеет ряд недостатков. Во-первых, качество соединения зависит от геометрии свариваемых кромок на участке разогрева и осадки, во-вторых, серией импульсов разогревается металл по объему больше, чем объем расплавляемого металла, что соответственно требует больших затрат энергии, в-третьих, для прижима кромок друг к другу требуется дополнительное (механическое) устройство и, в-четвертых, происходит окисление зоны разогрева.This method also has several disadvantages. Firstly, the quality of the joint depends on the geometry of the welded edges in the heating and upsetting section, secondly, a series of pulses heats the metal in volume more than the volume of the molten metal, which accordingly requires large energy expenditures, and thirdly, for pressing the edges to each other a friend needs an additional (mechanical) device and, fourthly, the heating zone is oxidized.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Способ получения сварных соединений листовых металлических материалов», по патенту №2110381, В23К 13/01, при котором свариваемые заготовки помещают в зону действия магнитного индуктора, соединенного с источником тока высокой частоты, и со стороны противоположной магнитному индуктору заготовки ограничивают жесткой опорой из изолирующего материала.Closest to the proposed invention is the "Method for producing welded joints of sheet metal materials", according to patent No. 2110381, BK 13/01, in which the welded workpieces are placed in the zone of action of a magnetic inductor connected to a high-frequency current source, and from the side opposite to the magnetic inductor the workpieces are limited by a rigid support of insulating material.
Данный способ устраняет недостатки вышеназванных способов, но не обеспечивает стабильность процесса сварки при получении сварных оболочек сложной формы, что вызвано сложностью поведения кромок в момент протекания импульсного тока. Одна из основных причин получения соединения неудовлетворительного качества при сварке внахлестку - это наличие зазора между свариваемыми кромками заготовки в момент прохождения по индуктору импульсного тока. В результате чего по кромке, ближней к индуктору, не проходит ток магнитных полей индуктора, и следовательно, на эту кромку не действуют электромагнитные силы, прижимающие заготовку к жесткой опоре, что в свою очередь резко снижает площадь сваренного участка в зоне перехлеста.This method eliminates the disadvantages of the above methods, but does not ensure the stability of the welding process when receiving welded shells of complex shape, which is caused by the complexity of the behavior of the edges at the time of the pulse current. One of the main reasons for obtaining a joint of unsatisfactory quality during lap welding is the presence of a gap between the welded edges of the workpiece at the moment of passage of the pulse current through the inductor. As a result, the current of the magnetic fields of the inductor does not pass along the edge closest to the inductor, and therefore, electromagnetic forces do not act on this edge, pressing the workpiece to a rigid support, which in turn sharply reduces the area of the welded section in the overlap zone.
Если обеспечить прижим зоны перехлеста к жесткой опоре до прохождения импульсного тока, то контактное сопротивление резко уменьшится, и для осуществления сварки потребуется больше энергии (большая величина импульсного тока), которая может разрушить тонкостенную заготовку.If the overlap zone is clamped to a rigid support before the pulse current passes, then the contact resistance will sharply decrease, and more energy will be required for welding (a large pulse current), which can destroy a thin-walled workpiece.
Еще один путь к удалению зазора между кромками заготовки в момент прохождения по индуктору импульсного тока - это увеличение зоны перехлеста в два раза и более, но также приведет к резкому падению контактного сопротивления.Another way to remove the gap between the edges of the workpiece at the moment of passing the pulse current through the inductor is to increase the overlap zone by two times or more, but also lead to a sharp drop in contact resistance.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение стабильности процесса сварки при получении сварных тонкостенных оболочек сложной формы.The objective of the invention is to ensure the stability of the welding process when receiving welded thin-walled shells of complex shape.
Поставленная задача решается тем, что при осуществлении предлагаемого способа получения сварных соединений листовых металлических материалов свариваемые заготовки помещают в зону действия индуктора, соединенного с магнитоимпульсным генератором, и со стороны, противоположной индуктору, их ограничивают жесткой опорой из изолирующего материала, свариваемые поверхности заготовок прижимают одну к другой и к жесткой опоре силами взаимодействия магнитного поля индуктора и импульсов тока самоиндукции, возникающего в заготовках и разогревающего их в местах сварки, при этом на свариваемых поверхностях заготовок выполняют просечки, свариваемые поверхности накладывают друг на друга с образованием зоны перехлеста, большей, чем глубина просечек, и производят их совместное оплавление.The problem is solved in that when implementing the proposed method for producing welded joints of sheet metal materials, the welded workpieces are placed in the zone of action of the inductor connected to the magnetic pulse generator, and from the side opposite to the inductor, they are limited by a rigid support of insulating material, the welded surfaces of the workpieces are pressed one to another and to a rigid support by the forces of the interaction of the magnetic field of the inductor and the pulses of the self-induction current arising in the workpieces and heating ayuschego them in places of welds, the welding surfaces on workpieces operate embossments weldable surfaces are superimposed to form overlap zones greater than the depth of embossments, and produce their joint fusion.
На фиг.1 показаны заготовки, предлагаемые для сварки данным способом, на фиг.2 - схема сварки; на фиг.3 - варианты выполнения просечек на свариваемых поверхностях; на фиг.4 - пример выполнения просечек.Figure 1 shows the workpieces proposed for welding by this method, figure 2 is a welding diagram; figure 3 - embodiments of perforations on the welded surfaces; figure 4 is an example of the implementation of notches.
Работа при предлагаемом способе происходит следующим образом.Work with the proposed method is as follows.
Свариваемые поверхности заготовки 1 соединяют таким образом, чтобы кромки 2 находили друг на друга. Зона перехлеста, как минимум, должна обеспечивать перекрывание просечек 3, расположенных на кромках 2. При этом заготовка 1 имеет незамкнутый контур, т.к. кромки 2 не прижимают друг к другу механическим способом.The welded surface of the workpiece 1 is connected so that the edges 2 are facing each other. The overlap zone, at a minimum, should provide overlapping of the cutouts 3 located at the edges 2. Moreover, the blank 1 has an open loop, because edges 2 do not press against each other mechanically.
К магнитоимпульсному генератору 4 подключают индуктор 5, который создает высокочастотное магнитное поле. Под действием этого магнитного поля кромки 2 притягиваются друг к другу, образуя замкнутый контур заготовки 1, в которой наводится импульс тока самоиндукции большой силы.An
При взаимодействии электромагнитных полей индуктора 5 и тока самоиндукции заготовки 1 возникают силы, деформирующие заготовку 1 в направлении от индуктора 5 к заготовке 1. Для предотвращения указанной деформации со стороны заготовки 1, противоположной индукции, устанавливают жесткую опору из изоляционного материала 6.When the electromagnetic fields of the
Под действием тока самоиндукции в местах стыка кромок 2 заготовки 1, имеющей повышенные контактные сопротивления, образуются зоны разогрева материала. При прохождении просечек 3 создаются резкие скачки сопротивления в окружном направлении (по пути наведенного тока), что приводит к созданию дополнительных очагов оплавления материала. После охлаждения заготовки 1 образуется надежное сварное соединение внахлестку.Under the action of a self-induction current, at the junction of the edges 2 of the workpiece 1, which has increased contact resistance, zones of heating of the material are formed. When passing through the cuts 3, sharp jumps in resistance are created in the circumferential direction (along the induced current path), which leads to the creation of additional foci of melting the material. After cooling the workpiece 1, a reliable lap weld is formed.
Рассмотрим пример, в котором сваривается заготовка сложной формы из алюминиевой фольги, толщиной 0,15 мм. Просечки выполнены в форме «ласточкиного хвоста», глубина просечек 1,5÷2 мм, ширина меньшей стороны 4÷5 мм, угол наклона 30÷40°.Consider an example in which a blank of complex shape made of aluminum foil, 0.15 mm thick, is welded. The notches are made in the form of a “dovetail”, the depth of the notches is 1.5–2 mm, the width of the smaller side is 4–5 mm, and the inclination angle is 30–40 °.
Для обеспечения сварки был использован многозаходный многовитковый конусообразный внутренний индуктор, который питается от промышленного генератора с максимальной запасаемой энергией 2,5 кДж (тип ГИТ2-2-01 серии «Импульс»). Для обеспечения сварки потребовалась запасаемая энергия несколько джоулей (5÷10 Дж).To ensure welding, a multi-start multi-turn cone-shaped internal inductor was used, which is powered by an industrial generator with a maximum stored energy of 2.5 kJ (type GIT2-2-01 of the Impulse series). To ensure welding, a stored energy of several joules (5 ÷ 10 J) was required.
От генератора проходит одиночный импульс. Наличие просечек позволяет ликвидировать зазор между кромками заготовки, так как кромки заготовок притягиваются друг к другу и к опоре. При прохождении просечек происходят скачки сопротивления, материал плавится, и образуется надежное сварное соединение.A single impulse passes from the generator. The presence of slots allows you to eliminate the gap between the edges of the workpiece, since the edges of the workpieces are attracted to each other and to the support. When passing through the cuts, jumps in resistance occur, the material melts, and a reliable welded joint is formed.
Весь процесс сварки происходит в течение долей секунды, поэтому данный способ позволяет сваривать тонкостенные металлы, как черные так и цветные, а также не требует сложных механических приспособлений и больших затрат энергии.The whole welding process takes place in fractions of a second, so this method allows you to weld thin-walled metals, both ferrous and non-ferrous, and also does not require complex mechanical devices and high energy costs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004112229/02A RU2309031C2 (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Method for forming welded joints of sheet metallic materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004112229/02A RU2309031C2 (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Method for forming welded joints of sheet metallic materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004112229A RU2004112229A (en) | 2005-10-27 |
RU2309031C2 true RU2309031C2 (en) | 2007-10-27 |
Family
ID=35863439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004112229/02A RU2309031C2 (en) | 2004-04-22 | 2004-04-22 | Method for forming welded joints of sheet metallic materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2309031C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455137C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Method of welding metal sheets together and device to this end |
-
2004
- 2004-04-22 RU RU2004112229/02A patent/RU2309031C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2455137C1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-07-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр им. М.В. Хруничева" | Method of welding metal sheets together and device to this end |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004112229A (en) | 2005-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kapil et al. | Magnetic pulse welding: an efficient and environmentally friendly multi-material joining technique | |
US9149888B2 (en) | Machine for joining the ends of steel strips which machine is suited to the induction heat treatment of joining welds | |
US3794805A (en) | Magnetic pulse welding using spaced proximity conductor | |
KR101953054B1 (en) | Resistance spot welding method and method for manufacturing resistance spot welded joint | |
WO2013136158A1 (en) | Synchronized hybrid gas metal arc welding with tig/plasma welding | |
WO2008074809A1 (en) | Method and apparatus for magnetic impulse welding of sheets, one of the sheets having at least one attachment region inclined at an angle to the sheet plane; component of a vehicle part having such an attachment region | |
KR20100112611A (en) | Welded steel pipe welded with a high energy density beam, and a manufacturing method therefor | |
CN105127552B (en) | A kind of pulse current auxiliary welding device and welding method | |
Jassim | Magnetic pulse welding technology | |
CN107000113A (en) | Coil and associated welds method for the magnetic pulse welding of flat part | |
RU2309031C2 (en) | Method for forming welded joints of sheet metallic materials | |
JPH04251684A (en) | Laser welding method of galvanized steel sheet | |
RU2110381C1 (en) | Method for producing welded joints of sheet metal materials | |
Jassim | Comparison of magnetic pulse welding with other welding methods | |
CA2356512A1 (en) | A method for closing and/or joining a connecting joint or joining seam between two pieces of galvanized sheet metal | |
JP6377048B2 (en) | Manufacturing method of dissimilar metal joined body | |
WO1998048974A1 (en) | Method and apparatus for joining metals | |
RU2516179C1 (en) | Combined explosive welding method | |
RU2009123499A (en) | METHOD AND DEVICE FOR WELDING THERMAL PROCESSING | |
US4376882A (en) | Method of resistance flash butt welding | |
Kenéz et al. | Pressure Welding Processes of Tubular Parts and Pipe Segments | |
JP7343409B2 (en) | Manufacturing method of joined body | |
Ebel et al. | Numerical investigation of a double frequency approach for longitudinal HF welding of cladded pipes | |
RU2003103718A (en) | METHOD OF ARC WELDING OF PARTS WITH A GREAT DIFFERENCE OF THICKNESS | |
Ebel et al. | Investigation of a double frequency application for high frequency longitudinal welding of cladded pipes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130423 |