RU2480315C1 - Device for electric contact welding - Google Patents

Device for electric contact welding Download PDF

Info

Publication number
RU2480315C1
RU2480315C1 RU2011147515/02A RU2011147515A RU2480315C1 RU 2480315 C1 RU2480315 C1 RU 2480315C1 RU 2011147515/02 A RU2011147515/02 A RU 2011147515/02A RU 2011147515 A RU2011147515 A RU 2011147515A RU 2480315 C1 RU2480315 C1 RU 2480315C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
workpiece
welding
oscillations
vibrations
ultrasonic vibrations
Prior art date
Application number
RU2011147515/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рудольф Юрьевич Соловьев
Ринат Назирович Сайфуллин
Марс Нуруллович Фархшатов
Валерий Сергеевич Наталенко
Ильшат Анварович Рафиков
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ)
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 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ)
Priority to RU2011147515/02A priority Critical patent/RU2480315C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2480315C1 publication Critical patent/RU2480315C1/en

Links

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention may be used in reconditioning and hardening of parts by roller electric contact welding with the help of ultrasound oscillations, as well as in roller welding of helical seams. Roller electrode loading mechanism allows creating permanent filler-to-blank hold-down force. System to excite ultrasound oscillations in workpiece comprises HF electric oscillations in workpiece and, at least, one electric oscillations-to-ultrasound oscillations converter connected to workpiece clamping mechanism to excite longitudinal oscillations therein. Said mechanism is equipped with two thrusts to clamp workpiece there between.
EFFECT: higher quality of welding.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к устройствам для роликовой электроконтактной сварки с вводом ультразвуковых колебаний, и может быть использовано при восстановлении и упрочнении деталей, а также при роликовой сварке спиральных швов.The invention relates to welding production, in particular to devices for roller contact welding with the introduction of ultrasonic vibrations, and can be used in the restoration and hardening of parts, as well as in roller welding of spiral seams.

Известно устройство для электроконтактной сварки, содержащее сварочный трансформатор, два электрода, привод сжатия электродов и систему возбуждения ультразвуковых колебаний электродов, включающую в себя ультразвуковой генератор и подключенные к нему два преобразователя ультразвуковых колебаний, каждый из которых соединен со своим электродом (см. авторское свидетельство СССР №1320031 по кл. B23K 11/12 от 30.06.1987). Данное устройство может использоваться и для приварки присадочного материала при восстановлении или упрочнении деталей. Известное устройство требует согласования частоты вводимых ультразвуковых колебаний с частотой продольно поперечных колебаний свариваемых деталей, что существенно усложняет настройку устройства на сварку конкретных деталей. Передача ультразвуковых колебаний через электроды накладывает также ограничения на конструкцию электродов и привод сжатия электродов. Данное устройство может использоваться и для приварки присадочного материала при восстановлении или упрочнении деталей, но при приварке присадочного материала ультразвуковые колебания будут передаваться к детали через слой присадочного материала, который обладает низкими акустическими характеристиками, что приводит к снижению эффективности использования ультразвуковых колебаний при электроконтактной приварке присадочных материалов. Кроме того, при подаче ультразвуковых колебаний на электрод эффективность их снижается из-за наличия пневматической системы сжатия электродов.A device for electrical contact welding is known, comprising a welding transformer, two electrodes, an electrode compression drive and an ultrasonic vibrations excitation electrode system, including an ultrasonic generator and two ultrasonic vibrations transducers connected to it, each of which is connected to its electrode (see USSR copyright certificate No. 1320031 according to class B23K 11/12 dated 06/30/1987). This device can also be used for welding filler material during the restoration or hardening of parts. The known device requires matching the frequency of the introduced ultrasonic vibrations with the frequency of the longitudinally transverse vibrations of the welded parts, which significantly complicates the configuration of the device for welding specific parts. The transmission of ultrasonic vibrations through the electrodes also imposes restrictions on the design of the electrodes and the compression drive of the electrodes. This device can also be used for welding filler material during restoration or hardening of parts, but when welding filler material, ultrasonic vibrations will be transmitted to the part through a layer of filler material, which has low acoustic characteristics, which reduces the efficiency of use of ultrasonic vibrations in electrical welding of filler materials . In addition, when ultrasonic vibrations are applied to the electrode, their efficiency decreases due to the presence of a pneumatic electrode compression system.

Задачей изобретения является разработка устройства для электроконтактной приварки с улучшенным качеством приварки присадочного материала, в котором исключено влияние акустических характеристик присадочного материала на процесс электроконтактной приварки присадочного материала с использованием ультразвуковых колебаний.The objective of the invention is to develop a device for electrical contact welding with improved welding quality of filler material, which excludes the influence of the acoustic characteristics of the filler material on the process of electrical contact welding of filler material using ultrasonic vibrations.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство для электроконтактной приварки, содержащее механизм для закрепления обрабатываемой детали, два электрода, контактирующие с обрабатываемой деталью, приводы поджатия электродов к обрабатываемой детали, сварочный трансформатор и систему возбуждения ультразвуковых колебаний обрабатываемой детали, включающую в себя генератор высокочастотных электрических колебаний и, по крайней мере, один преобразователь высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания, соединенный с механизмом для закрепления обрабатываемой детали и возбуждающий в нем продольные ультразвуковые колебания.To solve this problem, a device for electrical contact welding is proposed, which contains a mechanism for fixing the workpiece, two electrodes in contact with the workpiece, actuators for pressing the electrodes to the workpiece, a welding transformer and an ultrasonic vibration excitation system for the workpiece, which includes a generator of high-frequency electrical vibrations and at least one transducer of high-frequency electric vibrations to ultrasonic vibrations, with a mechanism for fixing the workpiece and exciting longitudinal ultrasonic vibrations in it.

Кроме того, механизм для закрепления обрабатываемой детали оснащен двумя упорами для крепления между ними обрабатываемой детали, и этот, по крайней мере, один преобразователь высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания соединен с, по крайней мере, одним из указанных упоров.In addition, the mechanism for securing the workpiece is equipped with two stops for fixing the workpiece between them, and this at least one transducer of high-frequency electric vibrations into ultrasonic vibrations is connected to at least one of these stops.

Кроме того, система возбуждения ультразвуковых колебаний оснащена еще одним преобразователем высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания, соединенным с другим из упомянутых упоров.In addition, the ultrasonic vibration excitation system is equipped with yet another transducer of high-frequency electric vibrations into ultrasonic vibrations connected to another of the mentioned stops.

Предпочтительно в устройстве используются роликовые электроды.Preferably, roller electrodes are used in the device.

Изобретение позволяет повысить качество электроконтактной приварки присадочного материала.The invention improves the quality of electrical welding of filler material.

Этот технический эффект достигается тем, что ультразвуковые колебания накладываются на механизм закрепления обрабатываемой (восстанавливаемой) детали в продольном направлении при постоянном фиксированном усилии сжатия. При воздействии ультразвуковых колебаний на свариваемых поверхностях возникает сухое трение. При этом на свариваемых поверхностях происходит разрушение окисных пленок и пленок из адсорбированных газов и жидкостей. После возникновения такой свежеобразованной поверхности металла, свободной от оксидов и других загрязнений, проходит непосредственная приварка присадочного материала или сваривание соединяемых элементов. Очистке поверхностей в значительной степени способствует малая амплитуда колебаний трущихся поверхностей, возвратно-поступательный характер этих колебаний и постоянство усилия поджатия присадочного материала к поверхности детали.This technical effect is achieved by the fact that ultrasonic vibrations are superimposed on the fixing mechanism of the workpiece (restored) in the longitudinal direction with a constant fixed compression force. When exposed to ultrasonic vibrations on the welded surfaces, dry friction occurs. Moreover, on the surfaces to be welded, oxide films and films from adsorbed gases and liquids are destroyed. After the appearance of such a freshly formed metal surface, free of oxides and other contaminants, a direct welding of the filler material or welding of the elements to be connected takes place. The cleaning of the surfaces is greatly facilitated by the small amplitude of the vibrations of the rubbing surfaces, the reciprocating nature of these vibrations and the constancy of the effort to compress the filler material to the surface of the part.

На чертеже представлена схема устройства для электроконтактной приварки, иллюстрирующая предлагаемое изобретение применительно к приварке присадочного материала.The drawing shows a diagram of a device for electrical contact welding, illustrating the invention with respect to welding of filler material.

Устройство для электроконтактной приварки предназначено для приварки присадочного материала 1, нанесенного на поверхность детали 2, так, что поверхность присадочного материала является внешней поверхностью обрабатываемого изделия. Устройство содержит механизм закрепления обрабатываемого изделия, включающий в себя два упора 3, между которыми размещается обрабатываемая деталь 2, роликовые электроды 4 с механизмом нагружения 5 для поджатия роликовых электродов 4 к внешней поверхности обрабатываемого изделия и перемещения их вдоль обрабатываемого изделия. Роликовые электроды 4 подсоединены к сварочному трансформатору 6. Устройство для электроконтактной приварки содержит систему возбуждения ультразвуковых колебаний в обрабатываемом изделии, включающую в себя генератор высокочастотных электрических колебаний 7 и два преобразователя 8 высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания, соединенные с упорами 3 механизма для закрепления обрабатываемого изделия и возбуждающие в них продольные ультразвуковые колебания.The device for electrical contact welding is designed to weld filler material 1 deposited on the surface of the part 2, so that the surface of the filler material is the outer surface of the workpiece. The device comprises a mechanism for fixing the workpiece, which includes two stops 3, between which the workpiece 2 is placed, roller electrodes 4 with a loading mechanism 5 for pressing the roller electrodes 4 to the outer surface of the workpiece and moving them along the workpiece. The roller electrodes 4 are connected to the welding transformer 6. The device for electrical contact welding contains a system for exciting ultrasonic vibrations in the workpiece, including a generator of high-frequency electric vibrations 7 and two transducers 8 of high-frequency electric vibrations in ultrasonic vibrations connected to the stops 3 of the mechanism for fixing the processed product and longitudinal ultrasonic vibrations exciting them.

На чертеже показано, что оба упора 3 оснащены преобразователями 8 высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания, однако для специалиста понятно, что можно использовать один преобразователь 6, который может быть установлен на любом из упоров (правом или левом), либо механизм крепления может иметь только один узел крепления, например зажим, оснащенный одним преобразователем колебания высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания.The drawing shows that both stops 3 are equipped with transducers 8 of high-frequency electrical vibrations to ultrasonic vibrations, however, for a specialist it is clear that you can use one transducer 6, which can be mounted on either of the stops (right or left), or the mounting mechanism can only have one attachment point, for example a clamp, equipped with one transducer of high-frequency electric oscillations into ultrasonic vibrations.

В данном изобретении можно использовать электромагнитный преобразователь высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания, как это сделано в авторском свидетельстве №1320031, но можно использовать магнитострикционные, электрострикционные или пьезоэлектрические преобразователи.In this invention, it is possible to use an electromagnetic transducer of high-frequency electrical vibrations to ultrasonic vibrations, as is done in copyright certificate No. 1320031, but you can use magnetostrictive, electrostrictive or piezoelectric transducers.

В данном изобретении не рассматривается конструкция механизма нагружения 5, так как конструкция механизма нагружения не оказывает непосредственного влияния на процесс приварки и можно использовать любое известное устройство этого назначения.The present invention does not consider the design of the loading mechanism 5, since the design of the loading mechanism does not directly affect the welding process and any known device of this purpose can be used.

Устройство для электроконтактной приварки работает следующим образом.Device for electrical welding works as follows.

Присадочный материал 1 посредством механизма нагружения зажимается между деталью 2 и роликовым электродом 4. В качестве присадочного материала могут служить стальная, спеченная или порошковополимерная ленты, стальная проволока, металлический порошок. Затем включаются привод вращения детали 2 (на чертеже не показано), генератор 7 высокочастотных электрических колебаний, преобразователи 6 высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания, сварочный трансформатор 6 и начинается приварка присадочного материала 1 к детали 2 по винтовой линии. Роликовые электроды 4 посредством механизма нагружения 5 прижимаются к детали 2 и за счет силы трения вращаются в направлении, указанном стрелками. Преимущество данной схемы электроконтактной приварки перед аналогами заключается в том, что в данной схеме ультразвук подается непосредственно к детали 2, к которой необходимо приварить присадочный материал 1, что обеспечивает наиболее эффективное использование ультразвуковых колебаний, так как они проходят через цепочку: упор - деталь - присадочный материал - роликовые электроды, и в этом случае можно возбуждать в детали и соответственно на границе поверхность детали - присадочный материал вынужденные ультразвуковые колебания с любой частотой и амплитудой колебаний, минуя пневматическую систему сжатия электродов.The filler material 1 is clamped between the part 2 and the roller electrode 4 by means of a loading mechanism. The filler material can be steel, sintered or powder polymer belts, steel wire, metal powder. Then, the rotation drive of part 2 (not shown), the generator 7 of high-frequency electric oscillations, transducers 6 of high-frequency electric oscillations to ultrasonic vibrations, a welding transformer 6 are turned on, and welding of filler material 1 to part 2 along a helical line begins. The roller electrodes 4 by means of the loading mechanism 5 are pressed against the part 2 and, due to the friction force, rotate in the direction indicated by the arrows. The advantage of this electrical contact welding circuit over analogs is that in this circuit ultrasound is applied directly to the part 2, to which the filler material 1 needs to be welded, which ensures the most efficient use of ultrasonic vibrations, as they pass through the chain: stop - part - filler material - roller electrodes, and in this case it is possible to excite in the part and, accordingly, at the boundary the surface of the part - filler material, forced ultrasonic vibrations from any pilots at an amplitude vibrations, avoiding the electrodes pneumatic compression system.

Claims (4)

1. Устройство для электроконтактной приварки присадочного материала к поверхности детали, содержащее механизм для закрепления обрабатываемого изделия, два электрода, контактирующих с обрабатываемым изделием, механизм нагружения электродов, выполненный с возможностью обеспечения постоянного усилия поджатия присадочного материала к обрабатываемому изделию, сварочный трансформатор и систему возбуждения ультразвуковых колебаний в обрабатываемом изделии, включающую генератор высокочастотных электрических колебаний и, по крайней мере, один преобразователь высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания, соединенный с механизмом для закрепления обрабатываемого изделия с возможностью возбуждения в изделии продольных ультразвуковых колебаний.1. A device for electrical contact welding of filler material to the surface of the part, comprising a mechanism for fixing the workpiece, two electrodes in contact with the workpiece, an electrode loading mechanism configured to provide a constant force to compress the filler material to the workpiece, a welding transformer and an ultrasonic excitation system oscillations in the workpiece, including a generator of high-frequency electric oscillations and, at least One transmitter high-frequency electric oscillations in the ultrasonic vibrations coupled to the mechanism for fixing the workpiece with the possibility of excitation in the product longitudinal ultrasonic oscillations. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм для закрепления обрабатываемого изделия оснащен двумя упорами для закрепления между ними обрабатываемого изделия, а преобразователь высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания соединен с одним из указанных упоров.2. The device according to claim 1, characterized in that the mechanism for securing the workpiece is equipped with two stops for securing the workpiece between them, and the transducer of high-frequency electric vibrations into ultrasonic vibrations is connected to one of these stops. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что система возбуждения ультразвуковых колебаний оснащена дополнительным преобразователем высокочастотных электрических колебаний в ультразвуковые колебания, соединенным с другим из упомянутых упоров.3. The device according to claim 2, characterized in that the excitation system of ultrasonic vibrations is equipped with an additional transducer of high-frequency electric vibrations into ultrasonic vibrations connected to another of the mentioned stops. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что в качестве электродов оно содержит роликовые электроды. 4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it contains roller electrodes as electrodes.
RU2011147515/02A 2011-11-23 2011-11-23 Device for electric contact welding RU2480315C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011147515/02A RU2480315C1 (en) 2011-11-23 2011-11-23 Device for electric contact welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011147515/02A RU2480315C1 (en) 2011-11-23 2011-11-23 Device for electric contact welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2480315C1 true RU2480315C1 (en) 2013-04-27

Family

ID=49153089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011147515/02A RU2480315C1 (en) 2011-11-23 2011-11-23 Device for electric contact welding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2480315C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167904U1 (en) * 2016-02-24 2017-01-11 Линар Флюрович Исламов ELECTRIC CONTACT HARDENING DEVICE

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU384891A1 (en) * 1969-11-27 1973-05-29
SU1320031A1 (en) * 1986-01-27 1987-06-30 Тольяттинский политехнический институт Machine for resistance spot ultrasonic welding
RU2101145C1 (en) * 1995-06-06 1998-01-10 Юрий Львович Чистяков Method of electric-spark alloying and device intended for its realization
JP2010060412A (en) * 2008-09-03 2010-03-18 Honda Motor Co Ltd Method of evaluation of contact area ratio of electrode tip, method of evaluation of internal resistance of workpiece, method of evaluation of attenuation rate of ultrasonic wave and method of determining inclination state of elctrode tip

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU384891A1 (en) * 1969-11-27 1973-05-29
SU1320031A1 (en) * 1986-01-27 1987-06-30 Тольяттинский политехнический институт Machine for resistance spot ultrasonic welding
RU2101145C1 (en) * 1995-06-06 1998-01-10 Юрий Львович Чистяков Method of electric-spark alloying and device intended for its realization
JP2010060412A (en) * 2008-09-03 2010-03-18 Honda Motor Co Ltd Method of evaluation of contact area ratio of electrode tip, method of evaluation of internal resistance of workpiece, method of evaluation of attenuation rate of ultrasonic wave and method of determining inclination state of elctrode tip

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU167904U1 (en) * 2016-02-24 2017-01-11 Линар Флюрович Исламов ELECTRIC CONTACT HARDENING DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6758715B2 (en) Vibration excitation method, ultrasonic processing method and ultrasonic transmission method of Langevin type ultrasonic oscillator
US8702904B2 (en) Method and apparatus for separating laminations
KR101431643B1 (en) Megasonic multifrequency apparatus with matched transducers and mounting plate
JP2019509111A5 (en)
CN105263695B (en) The device for ultrasonic welding of instrument is matched including vibration uncoupling
CN102732708B (en) Method for reducing welding residual stress of thick plate by utilizing multi-layer and multi-pass welding interlayer welding residual heat to assist vibration
US10702889B2 (en) Modular, submersible ultrasonic tubular transducer
JP2012505083A5 (en)
CN109641239B (en) Ultrasonic vibration system having amplitude transformer mounted on side surface
TW201840383A (en) Ultrasonic vibration application tool and ultrasonic processing device
JP2009022977A (en) Ultrasonic welding apparatus, and manufacturing method of lithium ion secondary battery using the same
RU2480315C1 (en) Device for electric contact welding
JP2006149180A (en) Flat-type piezoelectric ultrasonic motor
US10052714B2 (en) Ultrasonic welding device with dual converters
RU115271U1 (en) ELECTRIC WELDING DEVICE
RU2011127833A (en) METHOD FOR REMAINING RESIDUAL STRESSES IN RING WELDED METAL CONNECTIONS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION AT FLUID WELDING
JP6935408B2 (en) How to Excite Piezoelectric Transmitters and Sound Generators
JP2007279592A5 (en)
JP2018186656A (en) Vibration type actuator
JP2012006136A (en) Ultrasonic cleaning device used in wire saw machine
JPS6229973B2 (en)
JP6228011B2 (en) Method and apparatus for generating a vibrating motion of a mass
JPH0311983A (en) Driving method of ultrasonic motor and vibrator for ultrasonic motor
RU2418671C2 (en) Method of flat grinding with application of ultrasound oscillations
US4401252A (en) Method of connecting armature coil

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141124