RU2706264C1

RU2706264C1 - Способ контактной шовной сварки

Info

Publication number: RU2706264C1
Application number: RU2018118739A
Authority: RU
Inventors: Всеволод Валериевич Булычев; Игорь Николаевич Зыбин; Вадим Владимирович Калмыков; Владимир Витальевич Савосто
Original assignee: Всеволод Валериевич Булычев; Игорь Николаевич Зыбин; Вадим Владимирович Калмыков; Владимир Витальевич Савосто
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2019-11-15

Abstract

Способ может быть использован для контактной роликовой сварки, преимущественно для получения тонколистовых конструкций. Предварительно на рабочей поверхности одного роликового электрода выполняют центральную выемку, а на рабочей поверхности другого роликового электрода выполняют центральный выступ. На машину для контактной шовной сварки устанавливают роликовые электроды напротив друг друга так, чтобы выемка на одном роликовом электроде совпадала с выступом на другом роликовом электроде. Свариваемые детали собирают между собой, устанавливают между роликовыми электродами и сжимают сварочным усилием. Через зону контакта роликовых электродов со свариваемыми деталями пропускают импульсы сварочного тока с одновременным вращением роликовых электродов. Способ обеспечивает улучшение условий формирования соединения в зоне контакта роликовых электродов и свариваемых деталей. 1 ил.

Description

Изобретение относится к сварке давлением, в частности к контактной шовной сварке, и может быть использовано в различных областях машиностроения преимущественно при сварке тонколистовых конструкций в твердой фазе.

Известен обжимной ролик для сварки давлением с подогревом, имеющий цилиндрическую рабочую поверхность с центральной сферической или цилиндрической выемкой [АС СССР №603533, кл. В23K 19/00, Бюл. №15, 1978 г.].

Недостатком способа сварки давлением с подогревом, использующего обжимной ролик, имеющий цилиндрическую рабочую поверхность с центральной сферической или цилиндрической выемкой, является ограниченность деформации сдвига из-за деформирования свариваемых деталей обжимным роликом только с одной стороны относительно свариваемых деталей, что снижает качество сварки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ контактной шовной сварки [АС СССР №1505713, кл. В23K 11/06, Бюл. №33, 1989 г.], при котором на поверхности роликового электрода выполняют волнообразные рельефы. В результате этого появляется дополнительная сдвиговая деформация в направлении, перпендикулярном усилию сжатия электродов.

Недостатком указанного способа является изменение площади контакта роликового электрода и детали, давления и плотности тока в зоне контакта роликовых электродов и свариваемых деталей в процессе сварки, что приводит к ухудшению условий формирования соединения металлов в зоне их контакта и снижению качества сварки. Необходимость в согласовании времени поворота роликового электрода на один выступ с длительностью цикла сварочного тока ограничивает диапазон варьирования параметров режима сварки и технологические возможности способа.

Задача изобретения - повышение качества сварки за счет улучшения условий формирования соединения металлов в зоне их контакта вследствие обеспечения постоянной площади контакта роликового электрода и детали, давления и плотности тока в зоне контакта роликовых электродов и свариваемых деталей в процессе сварки при одновременном расширении диапазона варьирования параметров режима сварки и технологических возможностей способа за счет отсутствия необходимости согласования времени поворота роликового электрода на один выступ с длительностью цикла сварочного тока.

Сущность изобретения поясняется схемой процесса сварки, приведенной на фиг.

На рабочей поверхности 1 электрода 2 выполняют волнообразный рельеф в виде центральной выемки 3 шириной b₁ и толщиной h₁. На рабочей поверхности 4 электрода 5 выполняют волнообразный рельеф в виде центрального выступа 6 шириной b₂ и толщиной h₂. При этом центральную выемку 3 и центральный выступ 6 выполняют так, чтобы ширина b₁ была больше или равна ширине b₂, и толщина h₁ была больше или равна толщине h₂.

Роликовый электрод 2 и роликовый электрод 5 устанавливают друг напротив друга так, чтобы центральная выемка 3 на роликовом электроде 2 совпадала с центральным выступом 6 на роликовом электроде 5.

В процессе сварки при прохождении импульсов сварочного тока и вращении роликовых электродов нагретый металл деталей 7 и 8 вдавливается центральным выступом 6 электрода 5 в центральную выемку 3 электрода 2, в результате чего металл деталей подвергается деформации сдвига и создаются благоприятные условия формирования соединения металлов деталей 7 и 8 в твердой фазе. Благодаря тому, что один роликовый электрод 2 имеет центральную выемку 3, а другой роликовый электрод 5 имеет центральный выступ 6 обеспечивается постоянство площади контакта роликового электрода и детали, давления и плотности тока в зоне контакта роликовых электродов и свариваемых деталей, что улучшает условия формирования соединения металлов в зоне их контакта в процессе сварки деталей и повышает качество сварки. Отсутствие в необходимости согласования времени поворота роликового электрода и длительности цикла сварочного тока расширяет диапазон варьирования параметров режима сварки и технологические возможности способа.

Способ осуществляется следующим образом. Предварительно на роликовом электроде 2 выполняют центральную выемку 3, а на роликовом электроде 5 выполняют центральный выступ 6 (например, с отношением высоты рельефа к толщине более тонкой свариваемой детали 0,5-1,7). При этом центральную выемку 3 и центральный выступ 6 выполняют так, чтобы ширина b₁ была больше или равна ширине b₂, и толщина h₁ была больше или равна толщине h₂. На машину для контактной шовной сварки (например, МШ-3207) устанавливают роликовые электроды друг напротив друга так, чтобы выемка 3 на роликовом электроде 2 совпадала с выступом 6 на роликовом электроде 5. Затем свариваемые детали 7 и 8 собирают между собой, устанавливают между роликовыми электродами 2 и 5, и сжимают сварочным усилием Р. Далее через зону контакта роликовых электродов 2 и 5 со свариваемыми деталями 7 и 8 пропускают импульсы сварочного тока с одновременным вращением роликовых электродов. При прохождении импульсов сварочного тока происходит интенсивный нагрев металла деталей под электродами и деформирование соединяемых деталей с образованием сварного соединения между ними. Величина сварочного усилия, скорость вращения электродов, параметры импульса сварочного тока выбираются в зависимости от материала и толщины свариваемых деталей. Постоянство площади контакта роликового электрода и детали, давления и плотности тока в зоне контакта роликовых электродов и свариваемых деталей обеспечивается благодаря тому, что один роликовый электрод имеет центральную выемку, а другой роликовый электрод имеет центральный выступ. Расширение диапазона варьирования параметров режима сварки и технологических возможностей способа обеспечивается за счет того, что отсутствует необходимость в согласовании времени поворота роликового электрода и длительности цикла сварочного тока.

Claims

Способ контактной шовной сварки тонколистовых конструкций, включающий пропускание импульсов тока через зону контакта со свариваемыми деталями роликовых электродов, имеющих волнообразный рельеф на рабочей поверхности, передачу усилия к свариваемым деталям и их перемещение с помощью упомянутых роликовых электродов, отличающийся тем, что рельеф на рабочей поверхности одного из роликовых электродов выполняют в виде центральной выемки шириной b₁ и толщиной h₁, а рельеф на рабочей поверхности другого роликового электрода выполняют в виде центрального выступа шириной b₂и толщиной h₂, причем ширина b₁ больше или равна ширине b₂, а толщина h₁ больше или равна толщине h₂, при этом роликовые электроды устанавливают напротив друг друга таким образом, чтобы центральная выемка одного роликового электрода совпадала с центральным выступом другого роликового электрода.