RU2412776C1 - Method of assembling prefabricated structures made from refractory metals - Google Patents
Method of assembling prefabricated structures made from refractory metals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2412776C1 RU2412776C1 RU2009128465/02A RU2009128465A RU2412776C1 RU 2412776 C1 RU2412776 C1 RU 2412776C1 RU 2009128465/02 A RU2009128465/02 A RU 2009128465/02A RU 2009128465 A RU2009128465 A RU 2009128465A RU 2412776 C1 RU2412776 C1 RU 2412776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rivet
- rivets
- riveted
- sheet
- vacuum
- Prior art date
Links
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005088 metallography Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может использоваться для получения неразъемных соединений преимущественно из однородных и разнородных тугоплавких металлических материалов методом клепки.The present invention relates to the field of mechanical engineering and can be used to obtain one-piece joints mainly from homogeneous and heterogeneous refractory metal materials by riveting.
Известен способ получения клепки заклепок с электронагревом, при котором через заклепку из однородных и разнородных металлов пропускают электрический ток с последующим формообразованием замыкающей головки (патент Германии DE 914044, 1954 г.), аналог.A known method of producing rivets of rivets with electric heating, in which an electric current is passed through a rivet of homogeneous and dissimilar metals, followed by the shaping of the locking head (German patent DE 914044, 1954), analogue.
Недостатками данного способа являются сложность получения герметичных соединений, низкая прочность клепаных соединений.The disadvantages of this method are the difficulty of obtaining tight joints, low strength riveted joints.
Известен способ получения заклепок, при котором после сборки конструкции и установки заклепок происходит оплавление головки заклепки с образованием сварочной ванны на произвольную глубину (Походня И.К., Суптель A.M., Шлепаков В.Н. «Сварка порошковой проволокой». Киев, из-во «Наукова думка», 1972 г.), прототип.There is a method of producing rivets, in which, after assembling the design and installing rivets, the rivet head is melted to form a weld pool to an arbitrary depth (I. Pokhodnya, AM Suptel, V. N. Shlepakov “Flux-cored wire welding.” Kiev, from "Science Dumka", 1972), prototype.
Недостатками данного способа соединения являются возможность образования негерметичных соединений и низкая прочность конструкции.The disadvantages of this method of connection are the possibility of the formation of leaks and low structural strength.
Известен способ получения конструкции с помощью электрозаклепок, заключающийся в сборке соединяемых изделий и проплавлении их дугой с образованием электрозаклепки с последующей прокаткой головки электрозаклепки (SU 1336375, 1985 г.).There is a method of obtaining a design using electric rivets, which consists in assembling the products to be joined and fusing them with an arc to form an electric rivet, followed by rolling the electric rivet head (SU 1336375, 1985).
Недостатками данного способа являются низкие эксплуатационные свойства соединений из большинства разнородных тугоплавких металлических материалов.The disadvantages of this method are the low performance properties of compounds of most heterogeneous refractory metallic materials.
Предлагается способ получения сборных конструкций из однородных или разнородных металлических материалов, включающий сборку основного элемента и клепаемого листа, выполнение сквозных отверстий в них, установку заклепок в отверстия и формирование герметичного заклепочного шва.A method for producing prefabricated structures from homogeneous or dissimilar metal materials is proposed, including assembling the main element and the riveted sheet, making through holes in them, installing rivets in the holes and forming a sealed rivet seam.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационных свойств и срока службы клепаных конструкций из тугоплавких однородных и разнородных металлических материалов.The objective of the invention is to increase the operational properties and service life of riveted structures from refractory homogeneous and heterogeneous metal materials.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение герметичных клепаемых конструкций из тугоплавких металлов и увеличение прочности соединений.The technical result of the invention is to obtain a sealed riveted structure of refractory metals and an increase in the strength of the joints.
Указанный технический результат достигается тем, что формирование герметичного заклепочного шва выполняют за счет оплавления головок заклепок в инертной среде или вакууме с образованием общей ванны расплавленного металла на глубину 0,2…0,4 толщины клепаемого листа с шагом 3…15 диаметра заклепки и отступом от края сборки (перекрытие основного элемента и клепаемого листа) на расстояние не менее 2 диаметров заклепки.The specified technical result is achieved by the fact that the formation of a sealed rivet seam is performed by reflowing the rivet heads in an inert medium or vacuum with the formation of a common bath of molten metal to a depth of 0.2 ... 0.4 of the thickness of the riveted sheet in increments of 3 ... 15 of the diameter of the rivet and indent from the edges of the assembly (overlapping of the main element and the riveted sheet) at a distance of at least 2 diameters of the rivet.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими графическими изображениями, где на фиг.1 показана схема клепаного соединения (пунктиром показан стержень заклепки до оплавления); на фиг.2 - схема расположения нескольких заклепок в ряд.The proposed method is illustrated by the following graphic images, in which Fig. 1 shows a diagram of a riveted joint (the dotted line shows the rivet rod before reflow); figure 2 - arrangement of several rivets in a row.
Необходимость оплавления заклепок в процессе получения соединений из тугоплавких металлических материалов обусловлена тем, что стандартные схемы клепки с механическим формированием головки заклепки требуют предварительного подогрева изделия до температуры 300-600°C, а заклепок - до 500-1000°C. Это приводит к высокой трудоемкости изготовления изделия, низкой производительности и возможности образования трещин в заклепках на стадии остывания конструкции (в особенности в случае изготовления соединений из разнородных материалов). Вместе с этим механические ударные нагрузки, прикладываемые для получения клепаных соединений, могут также приводить к возникновению трещин в заклепках.The need for flashing rivets in the process of making joints from refractory metal materials is due to the fact that standard riveting schemes with mechanical formation of the rivet head require preheating of the product to a temperature of 300-600 ° C, and rivets to 500-1000 ° C. This leads to the high complexity of manufacturing the product, low productivity and the possibility of cracking in the rivets at the stage of cooling the structure (especially in the case of the manufacture of compounds from dissimilar materials). At the same time, mechanical shock loads applied to obtain riveted joints can also lead to cracking in rivets.
Для устранения приведенных выше недостатков был разработан предлагаемый способ получения клепаемого соединения, который осуществляется следующим образом. Детали из тугоплавких однородных или разнородных металлических материалов собирают и в сборе выполняют отверстия под заклепки. В отверстия со стороны, обратной клепаемого (герметизируемого) листа, устанавливают предварительно изготовленные заклепки, как правило, из тугоплавких металлов (например, молибдена или вольфрама) (фиг.1) и собранную конструкцию устанавливают в сварочное приспособление.To eliminate the above disadvantages, the proposed method for producing riveted joints was developed, which is carried out as follows. Parts made of refractory homogeneous or dissimilar metal materials are assembled and holes for rivets are assembled. In the holes from the side of the back riveted (sealed) sheet, pre-made rivets are installed, as a rule, from refractory metals (for example, molybdenum or tungsten) (Fig. 1) and the assembled structure is installed in a welding device.
В качестве основного элемента конструкции может выступать лист из тугоплавкого металла, профиль и т.д.A sheet of refractory metal, a profile, etc. can act as the main structural element.
Выступающую часть заклепки (пунктирная линия на фиг.1) оплавляют концентрированным источником энергии в инертной среде или вакууме с образованием общей ванны расплавленного металла заклепки и клепаемого листа на глубину 0,2…0,4 толщины клепаемого листа. При этом полная герметизация соединения обеспечивается за счет формирования ванны расплавленного металла по всему периметру головки заклепки. При отключении источника питания охлаждение клепаемого соединения может производиться на воздухе, при обдуве инертным газом из сопла горелки или в вакууме. После чего таким же способом получают следующее соединение.The protruding part of the rivet (dashed line in FIG. 1) is fused with a concentrated energy source in an inert medium or vacuum to form a common bath of molten metal of the rivet and the riveted sheet to a depth of 0.2 ... 0.4 of the thickness of the riveted sheet. In this case, complete sealing of the connection is ensured by the formation of a bath of molten metal around the entire perimeter of the rivet head. When the power source is turned off, the riveted joint can be cooled in air, when inert gas is blown from the burner nozzle or in vacuum. Then, in the same manner, the following compound is obtained.
В качестве концентрированного источника энергии может быть использован любой сварочный источник нагрева, например свободная или сжатая дуга, горящая в инертном газе; электронный луч в вакууме, лазерный луч в вакууме или инертном газе и т.д.As a concentrated source of energy, any welding heating source can be used, for example, a free or compressed arc burning in an inert gas; electron beam in vacuum, laser beam in vacuum or inert gas, etc.
Качество клепаемого соединения зависит от степени сжатия герметизируемого листа и основного элемента, которое обеспечивается за счет остаточных сварочных деформаций после охлаждения головки заклепки. Для получения герметичной конструкции необходимая величина усилия сжатия определяется шагом заклепок. Экспериментальные исследования по определению оптимального шага заклепок показали, что он должен составлять 3…15 диаметра заклепки. При больших значениях шага происходит ухудшение эксплуатационных свойств клепаных конструкций.The quality of the riveted joint depends on the compression ratio of the sealed sheet and the main element, which is ensured by residual welding deformation after cooling the rivet head. To obtain a sealed structure, the required amount of compression force is determined by the pitch of the rivets. Experimental studies to determine the optimal pitch of rivets have shown that it should be 3 ... 15 of the diameter of the rivet. At large values of the pitch, the operational properties of riveted structures deteriorate.
Пример.Example.
Изготавливали сборную конструкцию, состоящую из сварного герметичного муфеля диаметром 460 мм, высотой 840 мм с толщиной стенки 1,5 мм, выполненного из листов вакуумплавленного молибденового сплава марки ТСМ-7, и поддерживающих полок - из молибденовых штабиков сечением 18×18 мм, полученных методом порошковой металлургии.A prefabricated structure was made consisting of a welded sealed muffle with a diameter of 460 mm, a height of 840 mm and a wall thickness of 1.5 mm, made of sheets of vacuum-fused molybdenum alloy grade TSM-7, and supporting shelves - from molybdenum posts with a cross section of 18 × 18 mm, obtained by the method powder metallurgy.
Изготовление изделия осуществляли следующим образом. Муфель со штабиками собирали вместе, сверлили отверстия диаметром 4,1 мм под заклепки с шагом 40 мм. После этого в отверстия со стороны штабиков вставляли заклепки диаметром 4 мм из молибденового сплава марки ТСМ-7. Собранную конструкцию устанавливали на планшайбе с горизонтальной осью вращения и последовательно оплавляли заклепки с применением аргоно-дуговой горелки с неплавящимся электродом марки ЭВЛ-10, диаметром 3 мм. Питания горелки осуществлялось от сварочного источника ВСВУ-630. Заклепки оплавлялись на следующих режимах:The manufacture of the product was carried out as follows. The muffle with the staffs was assembled together, holes 4.1 mm in diameter were drilled for rivets in 40 mm increments. After that, rivets with a diameter of 4 mm from a TSM-7 molybdenum alloy were inserted into the holes from the side of the racks. The assembled structure was mounted on a faceplate with a horizontal axis of rotation and rivets were sequentially melted using an argon-arc torch with a non-consumable electrode of the EVL-10 brand, 3 mm in diameter. The torch was supplied from a welding source VSVU-630. Rivets were fused in the following modes:
- напряжение дуги - 12 В;- arc voltage - 12 V;
- ток дуги - 180-210 А;- arc current - 180-210 A;
- расход аргона 12 л/мин.- argon consumption 12 l / min.
Глубина проплавления со стороны муфеля составляла 0,5 мм (0,3 толщины стенки муфеля).The penetration depth on the muffle side was 0.5 mm (0.3 muffle wall thickness).
Полученную конструкцию контролировали на отсутствие трещин при 10-кратном увеличении в заклепках и в изделии, а также на герметичность методом керосиновой пробы. Глубину проплавления верхнего листа определяли методами оптической металлографии на образцах на стадии подбора режима оплавления заклепки.The resulting design was monitored for the absence of cracks at a 10-fold increase in rivets and in the product, as well as for tightness using the kerosene test method. The penetration depth of the top sheet was determined by optical metallography on samples at the stage of selecting the rivet fusion mode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009128465/02A RU2412776C1 (en) | 2009-07-23 | 2009-07-23 | Method of assembling prefabricated structures made from refractory metals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009128465/02A RU2412776C1 (en) | 2009-07-23 | 2009-07-23 | Method of assembling prefabricated structures made from refractory metals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009128465A RU2009128465A (en) | 2011-01-27 |
RU2412776C1 true RU2412776C1 (en) | 2011-02-27 |
Family
ID=46308157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009128465/02A RU2412776C1 (en) | 2009-07-23 | 2009-07-23 | Method of assembling prefabricated structures made from refractory metals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2412776C1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114346216B (en) * | 2022-01-10 | 2024-05-03 | 中桥科建(德州)路桥工程有限公司 | Hot riveting equipment and rivet riveting method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3524042A (en) * | 1967-02-17 | 1970-08-11 | Gen Electric | Method of making mechanical and welded joint |
RU2340424C2 (en) * | 2002-11-26 | 2008-12-10 | Вольво Аэро Корпорейшн | Method for connection of structure elements and rivet for its realisation |
-
2009
- 2009-07-23 RU RU2009128465/02A patent/RU2412776C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3524042A (en) * | 1967-02-17 | 1970-08-11 | Gen Electric | Method of making mechanical and welded joint |
RU2340424C2 (en) * | 2002-11-26 | 2008-12-10 | Вольво Аэро Корпорейшн | Method for connection of structure elements and rivet for its realisation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009128465A (en) | 2011-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5941252B2 (en) | Hybrid laser arc welding process and apparatus | |
US7154064B2 (en) | Method of improving weld quality | |
CN105414733B (en) | The method of electron beam welding xenogenesis system aluminium alloy | |
US6953147B2 (en) | Method for joining a tube to a member | |
JP2004306084A (en) | Combined welding method of laser welding and arc welding | |
JP2012213798A (en) | Method for producing laser-welded steel tube | |
DK2954969T3 (en) | MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS ELECTROGAS WELDING PROCEDURE FOR THICK STEEL PLATES AND MULTI-ELECTRODE ELECTROGAS PERFERENCE ARC WELDING PROCEDURE FOR STEEL | |
US20220176492A1 (en) | Method for manufacturing dissimilar material joint structure, and dissimilar material joint structure | |
CN103501955B (en) | The manufacture method of laser welding steel pipe | |
US20090114623A1 (en) | Method for welding employing current | |
RU2412776C1 (en) | Method of assembling prefabricated structures made from refractory metals | |
JP2005536357A (en) | Method for manufacturing metal tube assembly | |
朱亮 et al. | Development of ultra-narrow gap welding with constrained arc by flux band | |
US20040188389A1 (en) | Method for resistance welding a tube to a member | |
CN105499765A (en) | Annular negative-pressure consumable electrode arc welding method | |
US7423232B2 (en) | Method for resistance welding/brazing a tube to a member | |
CN118002893A (en) | A laser melting welding method for aluminum and its alloys | |
KR20120135966A (en) | A spot welding electrode | |
CN102513661B (en) | CO2 (carbon dioxide) gas shielded welding method for flux-cored wires of marine engineering lifting pile leg | |
CN110560868A (en) | vacuum electron beam welding process for 6-series aluminum alloy sheet | |
JP3767374B2 (en) | Butt welding method and welded thin steel plate | |
JP2001150155A (en) | Method for electron beam welding of aluminum or aluminum alloy material | |
CN107160005A (en) | Pulse blow-out method heats the welding procedure of ultra-thin aluminum casting | |
CN104105567B (en) | The equipment of light-weight metal is connected for solid-state | |
RU2644491C2 (en) | Method of electron-beam welding of titanium alloy ring compounds |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120724 |