SU1004048A1 - Способ холодной сварки металлов внахлестку - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам холодной сварки пластичных металлов внахлестку и может быть использовано в общем маишностроении, в электротехнической и электронной промышленности. Известен способ устранени  нежелатель. ных раст гивающих напр жений при вдавливании в детали рабочего выступа пуансона путем сварки с образованием на изделии односторонней выпуклости 1. Однако в р де случаев на изделии недопустима односторонн   выпуклость. Известен способ холодной сварки металлов внахлестку, при котором вдавливают в детали рабочий выступ пуансонов с опорной частью. При применении этого способа на изделии не образуетс  односторонн   выпуклость 2. Однако применить известный способ дл  холодной сварки относительно толстых деталей , например толщиной 8-10 мм и более затруднительно из-за по влени  значительных поперечных деформаций, которые возникают в детал х при выдавливании из зоны соединени  большого объема металла. Это вызывает деформацию издели  и приводит к дополнительным остаточным напр жени м. Особенно снижаетс  качество соединени  при сварке значительно различающихс  по толщине деталей и деталей из разноименных металлов. Более тонка  деталь удлин етс  меньше, чем более толста  деталь, и сварное изделие изгибаетс  в сторону более тонкой детали. При шовной сварке роликами изделие изгибаетс  по винтовой линии, если шов расположен посередине деталей. Если щов расположен асимметрично, то сварное изделие изгибаетс  в плоскости, перпендикул рной к направлению приложени  давлени . Целью изобретени   вл етс  повышение качества соединени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу хо.1одной сварки металлов внахлестку, при котором вдавливают в детали рабочий выступ пуансонов с опорной частью, по крайней мере в одной из свариваемых деталей под рабочим выступом пуансона предварительно выполн ют углубление , высота которого составл ет разность исходной толщины и 0,2-I толщины другой детали, а поперечные размеры его устанавливают в пределах поперечных размеров рабочего выступа и опорной части пуансона .

При сварке одинаковых толщин углуб ление в детал х выполн ют равной между собой высоты.

На фиг. 1 изображена сварка деталей неодинаковой толщины, схема; на фиг. 2- то же, дл  деталей лз разнородных металлов; на фиг. 3 - схема сварки деталей одинаковой толщины.

Предварительно уменьша  под рабочим выступом пуансона толщину одной детали, практически достигают симметричной деформации обеих деталей относительно их поверхности раздела и тем самым значительного уменьшени  деформации издели , а также уменьшени  остаточных напр жеНИИ в соединении.

Прочность соединени  от такого уменьшени  толщины одной из деталей не снижаетс , так как при сварке одноименных металлов она определ етс  прочностью более тонкой детали, а при сварке разноименных металлов - прочностью детали из менее прочного металла.

Нижний и верхний пределы значени  толщины детали, равные 0,2-1,0 толщины другой, детали, обусловлены механическими свойствами свариваемых металлов. Например , если предел прочности ковара превышает предел прочности алюмини  в 3- 5 раз в зависимости от исходного состо ни  металлов (отожженный, неотожженный, специально упрочненный и т. п.), то толщину детали из ковара можно уменьшить до величины в п ть раз меньшей толщины алюминиевой детали, т. е. до 0,2 толщины последней . Такое уменьшение толщины детали из ковара не снижает прочности соединени , так как прочность последнего опреДел етс  прочностью алюминиевой детали.

Если прочностные требовани  к сварному соединению не  вл ютс  главными и достаточно только обеспечить, например, надежный электрический контакт и уменьшить деформацию издели , то при сварке одинаковых или незначительно отличающихс  по толщине деталей их толщины уменьшают до равных между собой величин , значение которых устанавливают в зависимости от механических свойств свариваемых металлов и предъ вл емых к соединению требований. При сварке менее прочных металлов их толщинь уменьшают до больших величин, и наборот.

Когда поперечные размеры углублени  меньше поперечных размеров рабочего выступа , то при вдавливании пуансона в деталь металл стенок углублени  срезаетс  кромкой рабочего выступа, поэтому нижний предел поперечных размеров углублени  устанавливают равным поперечным размерам рабочего выступа.

Однако при сварке металлов с низкой пластичностью возможен разрыв металла

под рабочим выступом по контуру углублени . В этом случае поперечные размеры углублени  увеличивают вплоть до поперечных размеров опорной части пуансона в зависимости от пластических свойств соедин емых металлов. При сварке более пластичных металлов поперечные размеры углублени  увеличивают меньше, чем при сварке менее пластичных металлов.

Дл  выхода воздуха во врем  продвижени  рабочего выступа или опорной части пуансона в углублении детали достаточно зазоров, получаемых в результате изготовлени  инструмента и углублени  по существующей в промышленности системе допусков .

При сварке с двусторонним вдавливанием пуансона высоту рабочего выступа пуансона определ ют в зависимости от толщины детали, в которую вдавливают этот пуансон.

Если при предлагаемой сварке поперечные размеры углублени  меньше поперечных размеров опорной части пуансона, то высоту рабочего выступа определ ют как сумму деформации, необходимой дл  сварки деталей, и высоты углублени .

Если поперечные размеры углублени  равны поперечным размерам опорной части пуансона, то высота рабочего выступа равна величине деформации, необходимой дл  сварки деталей, т. е. в этом случае высоту рабочего выступа определ ют обычным путем .

Пример 1 (фиг. 1). Сварка алюминиевых деталей толщиной 10 мм и 4 мм.

Толщину более толстой детали уменьшают до 4 мм. Тогда высота углублени  равна 6 мм. Диаметр углублени  равен диаметру рабочего выступа пуансона. Необходима  дл  сварки алюмини  деформаци  равна 0,6 () толщины деталей. Далее наход т высоту рабочего выступа пуансона, вдавливаемого в деталь с.углублением. Она равна 0,64+ 6 8,4 мм. Высота рабочего выступа другого пуансона равна 0,6-4 2,4 мм.

Перед сваркой в толстой детали, например , сверлением выполн ют углубление, зачища Ьт соедин емые поверхности детален, подбирают инструмент и производ т сварку.

Пример 2 (фиг. 2). Сварка медной детали толщиной 10 мм с алюминиевой толщиной 6 мм.

Так как прочность меди превышает прочность алюмини  в 2, 5 раза, толщину медной детали уменьшают до 0,4 толщины алюминиевой детали, т. е. до 2,4 мм. Диаметр углублени  принимают равным диаметру опорной части пуансона. Необходима  дл  сварки указанных металлов деформаци  равна 0,8 (80о/о) толщины деталей. Высота рабочего выступа пуансона, вдавливаемого в медную деталь, равна 0,8-2,4

1,9 мм. Высота рабочего выступа другого пуансойа равна 0,8-6 4,8 мм.

Перед сваркой в медной детали выполн ют углубление, зачищают- соедин емые поверхности деталей, подбирают инструмент и производ т сварку.

Пример 3 (фиг. 3) Сварка алюминиевых деталей толщиной 10 мм.

Основное требование, предъ вл емое к соединению,- обеспечение надежного электрического контакта между детал ми и уменьшение деформации соединени .

Толщину обеих деталей уменьшают до 4 мм. Высота углублений равна 6 мм. Диаметр углублений принимают равным диаметру рабочих выступов пуансонов. Необходима  дл  сварки алюмини  деформаци  равна 0,6 (60%) толщины деталей. Высота рабочего выступа пуансона равна 0,&с х4 + 6 8,4 мм. Высота рабочего выступа другого пуансона тоже равна 8,4 мм, так как схема сварки симметрична относительно поверхности раздела деталей.

Перед сваркой в детал х выполн ют углублени , зачищают соедин емые поверхности деталей, подбирают инструмент и производ т сварку.

Способ прост в осуществлении. Использование его позвол ет повысить качество соединени  и улучшить внешний вид издели  за уменьшени  поперечных раст гиваюш;их напр жений, возникаюших в детал х при вдавливании рабочих выступов пуансонов, а также повысить эффективность за счет исключени  дополнительной обработки изделий после св1арки.

Claims (2)

1.Способ холодной сварки металлов внахлестку, при котором вдавливают в детали рабочий выступ пуансонов с опорной

частью, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества соединени , по крайней мере в одной из свариваемых деталей под рабочим выступом пуансона предварительно выполн ют углубление, высота, которого составл ет разность исходной толщины детали и 0,2-1 толщины другой детали , а поперечные размеры его устанавливают в пределах поперечных размеров ра; бочего выступа и опорной части пуансона.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что при сварке одинаковых толщин углубление в детал х выполн ют равной между собой высоты.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 763052, кл. В 23 К 20/00, 1978.

2.Баранов И. Б. Холодна  сварка пластичных металлов. Ленинград, Машгиз, 1969, с. 32-34 (прототип).

Фи1.1

L

1

р т.2