RU2558322C1 - Contact point welding of copper and copper alloys - Google Patents
Contact point welding of copper and copper alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2558322C1 RU2558322C1 RU2014113599/02A RU2014113599A RU2558322C1 RU 2558322 C1 RU2558322 C1 RU 2558322C1 RU 2014113599/02 A RU2014113599/02 A RU 2014113599/02A RU 2014113599 A RU2014113599 A RU 2014113599A RU 2558322 C1 RU2558322 C1 RU 2558322C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- copper
- electrodes
- alloys
- current pulses
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к сварке, а именно к способам соединения деталей из меди и медных сплавов методом контактной точечной сварки, может быть использовано для сварки деталей, работающих в условиях эксплуатации с высокими требованиями к качеству сварных соединений, и может быть использовано во всех отраслях промышленности, в том числе приборостроении.The invention relates to welding, and in particular to methods of joining parts from copper and copper alloys by the method of contact spot welding, can be used for welding parts operating in operating conditions with high requirements for the quality of welded joints, and can be used in all industries, in including instrumentation.
Известен способ контактной точечной сварки молибдена (см., например, авторское свидетельство №210962, МПК B23K 11/16), при котором между свариваемыми поверхностями помещают промежуточную цельнометаллическую прокладку из титана.A known method of contact spot welding of molybdenum (see, for example, copyright certificate No. 210962, IPC B23K 11/16), in which an intermediate all-metal gasket of titanium is placed between the welded surfaces.
Недостатком способа является его ограниченность применения - только для точечной сварки молибдена и экономическая нецелесообразность применения этого метода.The disadvantage of this method is its limited use - only for spot welding of molybdenum and the economic inappropriateness of using this method.
Прототипом данного изобретения является способ контактной точечной сварки (патент №2270081, МПК B23K 11/16, B23K 11/10, опубл. 20.02.2006), согласно которому при способе точечной сварки металлов с высокой электропроводностью, таких, например, как медь, алюминий, сплавов и металлов с покрытием на их основе, между свариваемыми поверхностями вводят промежуточную порошкообразную прослойку, причем указанную порошкообразную прослойку наносили на одну из свариваемых внутренних поверхностей детали, при этом толщина прослойки не превышала 0,3 мм. Порошкообразная прослойка состоит из самофлюсующегося с высоким электросопротивлением хромоникелевого сплава марки ПГ-СР с содержанием Ni и Cr 70-80%, остальное - C, Si, Mn, B, Fe. В процессе сварки расплавленный металл прослойки под действием осевых нагрузок вытесняют на периферию формирующейся сварочной точки.The prototype of this invention is the method of contact spot welding (patent No. 2270081, IPC B23K 11/16, B23K 11/10, publ. 02.20.2006), according to which the method of spot welding of metals with high electrical conductivity, such as, for example, copper, aluminum , alloys and metals coated on their basis, an intermediate powdery interlayer is introduced between the surfaces to be welded, said powdery interlayer being applied to one of the welded inner surfaces of the part, while the thickness of the interlayer did not exceed 0.3 mm. The powdered interlayer consists of a PG-CP self-fluxing chromium-nickel alloy with a high electrical resistance with a content of Ni and Cr of 70-80%, the rest is C, Si, Mn, B, Fe. During welding, the molten metal of the interlayer under the action of axial loads is displaced to the periphery of the forming welding point.
Недостатками этого способа являются:The disadvantages of this method are:
- низкая производительность процесса и высокая трудоемкость изготовления;- low productivity of the process and high complexity of manufacturing;
- ограниченность применения;- limited use;
- наблюдается снижение коррозионной стойкости;- there is a decrease in corrosion resistance;
ограниченность функциональных возможностей промежуточного слоя, входящие в него компоненты недостаточно обеспечивают удаление вредных окисных и газовых составляющих из разогретой контактной зоны;the limited functionality of the intermediate layer, the components included in it do not sufficiently ensure the removal of harmful oxide and gas components from the heated contact zone;
- экономическая нецелесообразность применения этого метода;- economic inappropriateness of applying this method;
- окисление металла, образование на поверхности металла плотной и прочной оксидной пленки, плавящейся при температуре не менее 2100°C, затрудняющей процесс сварки и снижающей качество сварного соединения;- metal oxidation, the formation on the metal surface of a dense and strong oxide film, melting at a temperature of at least 2100 ° C, complicating the welding process and reducing the quality of the welded joint;
- затруднен контроль за нагревом и расплавление металла.- it is difficult to control the heating and melting of the metal.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке способа соединения деталей из меди и медных сплавов методом контактной точечной сварки, в устранении указанных выше недостатков, расширении технических возможностей за счет использования вакуума и графитовых наконечников на электродах. Все это в совокупности и образует прочное и качественное сварное соединение при оптимальном подборе режима сварки. Это позволяет:The problem to which the invention is directed is to develop a method for connecting parts of copper and copper alloys by the method of contact spot welding, to eliminate the above disadvantages, to expand technical capabilities through the use of vacuum and graphite tips on the electrodes. All this in aggregate forms a strong and high-quality welded joint with optimal selection of the welding mode. This allows:
- снизить трудоемкость сварочного процесса;- reduce the complexity of the welding process;
- исключить окисление металла;- eliminate metal oxidation;
- обеспечить необходимую прочность соединения;- provide the necessary strength of the connection;
- обеспечить высокую коррозионную стойкость сварного соединения;- provide high corrosion resistance of the welded joint;
- исключить структурные изменения литого ядра и посторонних в нем включений.- eliminate structural changes in the molten core and impurities in it.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе контактной точечной сварки, меди и медных сплавов, включающем сборку элементов, размещение сборки между сварочными электродами и сварку при пропускании импульсов сварочного тока и приложении давления сжатия, в качестве сварочных электродов используют электроды, выполненные из электропроводного материала с низкой теплопроводностью, пропускание импульсов сварочного тока осуществляют при постоянно сжатых электродах в течение времени, необходимого для нагрева элементов до температуры не выше 0,8 температуры плавления меди, при этом сварку осуществляют в вакууме 1,33·10-2 мм рт.ст. В качестве сварочных электродов используют электроды, выполненные из графита.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method of spot welding, copper and copper alloys, which includes assembling the elements, placing the assembly between the welding electrodes and welding while transmitting welding current pulses and applying compression pressure, electrodes made of electrically conductive are used as welding electrodes material with low thermal conductivity, the transmission of pulses of the welding current is carried out with continuously compressed electrodes for the time required for heating elements to a temperature of not higher than 0.8 melting point of copper, while welding is carried out in a vacuum of 1.33 · 10 -2 mm RT.article As welding electrodes using electrodes made of graphite.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что выбранные сварочные режимы обеспечивают высокие механические свойства сварочного шва. Пропускание импульсов сварочного тока осуществляют при постоянно сжатых электродах в течение времени, необходимого для нагрева элементов до температуры не выше 0,8 температуры плавления меди, что обеспечивает интенсивность образования и формирования сварного соединения деталей из меди и медных сплавов. Сварка в вакууме и в процессе осадки очищает свариваемые поверхности от оксидов, повышая качество сварки, и позволяет снизить расход электроэнергии на разогрев контакта, а также обеспечивает диффузию на полную глубину, что создает соединение из меди и медных сплавов повышенной прочности. Сварные соединения, изготовленные этим способом, подвергались механическим испытаниям. Графитовые электроды обеспечивают локализацию выделения тепла исключительно в точке контакта.The essence of the invention lies in the fact that the selected welding modes provide high mechanical properties of the weld. The welding current pulses are transmitted with continuously compressed electrodes for the time required to heat the elements to a temperature not higher than 0.8 of the copper melting temperature, which ensures the intensity of formation and formation of the welded joint of parts from copper and copper alloys. Welding in vacuum and during the upsetting process cleans the welded surfaces from oxides, increasing the quality of welding, and reduces the energy consumption for heating the contact, and also provides diffusion to the full depth, which creates a connection of copper and copper alloys of increased strength. Welded joints made by this method were subjected to mechanical tests. Graphite electrodes provide localization of heat exclusively at the point of contact.
По способу-прототипу, способу-аналогу и заявленному изобретению были изготовлены сварные детали. Результаты испытаний механических свойств деталей, при температуре 20°C, по стандартным методикам испытания, представлены в таблице.According to the prototype method, the analogue method and the claimed invention, welded parts were manufactured. The test results of the mechanical properties of parts at a temperature of 20 ° C, according to standard test methods, are presented in the table.
Пример 1. Сваривалась деталь методом контактной точечной сваркой из меди М2 толщиной 0,8 мм+0,8 мм.Example 1. A part was welded by the method of spot welding by means of copper M2 with a thickness of 0.8 mm + 0.8 mm.
Сборка размещалась в камере, которая обеспечивает вакуум 1,33·10-2 мм рт.ст. между электродами, выполненными из графита. Затем пропускаются импульсы сварочного тока при постоянно сжатых электродах в течение времени, необходимого для нагрева элементов до температуры не выше 0,8 температуры плавления меди.The assembly was placed in a chamber that provides a vacuum of 1.33 · 10 -2 mm RT.article. between electrodes made of graphite. Then, welding current pulses are passed with continuously compressed electrodes for the time required to heat the elements to a temperature not higher than 0.8 of the copper melting temperature.
Режим контактной точечной сварки для всех способов: давление сварки - 0,15 МПа, сварочный ток - 16 кА, длительность импульса тока - 0,3 сек, длительность проковки - 0,1 сек, диаметр электрода - 18 мм с радиусной заточкой рабочей части.Contact spot welding mode for all methods: welding pressure - 0.15 MPa, welding current - 16 kA, current pulse duration - 0.3 sec, forging duration - 0.1 sec, electrode diameter - 18 mm with radius sharpening of the working part.
Диаметр полученной сварной точки 5 мм.The diameter of the resulting weld point is 5 mm.
Пример 2. Сваривалась деталь методом контактной точечной сваркой из латуни Л63 толщиной 1,0 мм+1,0 мм по условиям примера 1 при тех же режимах сварки.Example 2. The part was welded by the method of spot welding using brass L63 with a thickness of 1.0 mm + 1.0 mm according to the conditions of Example 1 under the same welding conditions.
Диаметр полученной сварной точки 8 мм.The diameter of the resulting weld point is 8 mm.
Пример 3. Сваривалась деталь методом контактной точечной сваркой из латуни Л63 толщиной 1,0 мм+меди М2 толщиной 1,0 мм по условиям примера 1 при тех же режимах сварки.Example 3. The part was welded by the method of spot welding using brass L63 with a thickness of 1.0 mm + copper M2 with a thickness of 1.0 mm according to the conditions of Example 1 under the same welding conditions.
Диаметр полученной сварной точки 6 мм.The diameter of the resulting weld point is 6 mm.
Результаты испытаний механических свойств деталей, при температуре 20°C, по стандартным методикам испытания, представлены в таблице.The test results of the mechanical properties of parts at a temperature of 20 ° C, according to standard test methods, are presented in the table.
Полученные результаты выявили надежность сварного соединения, механическую прочность, зависимость сварного соединения от теплофизических свойств материала. Металлографические исследования выявили наличие литого ядра точки из основного металла и отсутствие в нем включений.The results revealed the reliability of the welded joint, mechanical strength, the dependence of the welded joint on the thermophysical properties of the material. Metallographic studies revealed the presence of a molten core point from the base metal and the absence of inclusions in it.
Таким образом, предлагаемое изобретение - способ контактной точечной сварки позволяет сваривать металлы с высокой электропроводностью с высокой прочностью, стабилизирует качество сварного соединения, повышает коррозионную стойкость, снижает энергетические затраты, повышает технологичность изготовления сварных конструкций, сведены к минимуму сварочные дефекты при грамотном подборе режимов сварки.Thus, the present invention is a method of contact spot welding that allows you to weld metals with high electrical conductivity with high strength, stabilizes the quality of the welded joint, increases corrosion resistance, reduces energy costs, improves the manufacturability of the manufacture of welded structures, welding defects are minimized with proper selection of welding modes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113599/02A RU2558322C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Contact point welding of copper and copper alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113599/02A RU2558322C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Contact point welding of copper and copper alloys |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2558322C1 true RU2558322C1 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=53762798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014113599/02A RU2558322C1 (en) | 2014-04-08 | 2014-04-08 | Contact point welding of copper and copper alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2558322C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3602682A (en) * | 1967-05-23 | 1971-08-31 | Albert Hoeffleur | Method and means of joining copper parts by resistance welding |
JP2002346757A (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Projection-welding method |
RU2001118991A (en) * | 2001-07-10 | 2003-05-27 | Владимир Ильич Бобков | Method of resistance welding of small thickness parts (options) |
RU2270081C1 (en) * | 2004-06-02 | 2006-02-20 | Открытое акционерное общество "Ульяновский автомобильный завод" | Resistance spot welding method |
RU2374049C1 (en) * | 2008-07-28 | 2009-11-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия" | Method of spot electrocontact welding of aluminium and its alloys |
-
2014
- 2014-04-08 RU RU2014113599/02A patent/RU2558322C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3602682A (en) * | 1967-05-23 | 1971-08-31 | Albert Hoeffleur | Method and means of joining copper parts by resistance welding |
JP2002346757A (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Projection-welding method |
RU2001118991A (en) * | 2001-07-10 | 2003-05-27 | Владимир Ильич Бобков | Method of resistance welding of small thickness parts (options) |
RU2270081C1 (en) * | 2004-06-02 | 2006-02-20 | Открытое акционерное общество "Ульяновский автомобильный завод" | Resistance spot welding method |
RU2374049C1 (en) * | 2008-07-28 | 2009-11-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия" | Method of spot electrocontact welding of aluminium and its alloys |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6572986B2 (en) | Resistance spot welding method and resistance spot welding determination method | |
Avula et al. | Tensile properties of friction stir welded joints of AA 2024-T6 alloy at different welding speeds | |
Ogundimu et al. | Study on microstructure and mechanical properties of 304 stainless steel joints by TIG–MIG hybrid welding | |
Bina et al. | Investigation on the resistance spot-welded austenitic/ferritic stainless steel | |
JP2013111584A (en) | Method for evaluating resistance spot welding joint | |
RU2676542C2 (en) | Arc point welding method and welding machine for its implementation | |
Zedan et al. | New method of resistance spot welding for dissimilar 1008 low carbon steel-5052 aluminum alloy | |
JP2017100148A (en) | Spot welding joint and welding method | |
Charde | Characterization of spot weld growth on dissimilar joints with different thicknesses | |
RU2558322C1 (en) | Contact point welding of copper and copper alloys | |
Batista et al. | Use of dynamic resistance and dynamic energy to compare two resistance spot welding equipments for automotive industry in zinc coated and uncoated sheets | |
JP2020011276A (en) | Dissimilar material joint structure manufacturing method and dissimilar material joint structure | |
JP6860065B2 (en) | Manufacturing method of tailored blank material for hot stamping, manufacturing method of hardened member, tailored blank material for hot stamping, and hardened member | |
CN113084316A (en) | Dissimilar steel ZG120Mn17Cr2 and Q355 welding process method, detection method and movable cone assembly | |
CN108145267B (en) | High-frequency induction brazing method for protective valve of automatic fire extinguishing device of high-altitude aircraft | |
JP2017140633A (en) | Spot welding method | |
Botila et al. | ISIM Achievements Regarding Friction Stir Welding in Inert Gas Environment | |
JP2012110920A (en) | Method of manufacturing axle case | |
Duraivelan et al. | Investigation on strength of resistance spot welding joint of copper and brass using various filler materials | |
MIAO et al. | Characteristic of titanium/steel dissimilar metals joint brazed by bypass-current arc welding | |
Singh et al. | Effect of groove design on the mechanical properties of shielded metal arc welded joints | |
Mohamad et al. | Investigation of preheating method on joint strength of aluminium-stainless steel dissimilar welding using metal inert gas (MIG) process | |
CN104259665A (en) | Laser arc compound welding method for amorphous alloys | |
KR101482390B1 (en) | Apparatus and method of resistance welding | |
Choi et al. | Electrode life test of Resistance Spot Welding on Mg Alloy Using Dome Type Electrode |