SU1524978A1 - Средство сварки диэлектриков с алюминием - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к способам сварки давлением с подогревом, в частности к сварке в электрическом поле высокого напр жени . Изобретение может быть использовано в оптико-механической электронной и авиационной технике дл  получени  несогласованных соединений диэлектриков с алюминием. Цель изобретени  - повышение качества несогласованных сварных соединений диэлектриков с алюминием и расширение технологических возможностей. Деталь из алюмини  размещают между деталью из диэлектрика и компенсатором, выполненным также из диэлектрика. Затем соедин емые детали сжимают, нагревают на воздухе до температуры ниже температуры разм гчени  алюмини  и затем прикладывают посто нное электрическое напр жение. Напр жение подают на детали, выполненные из диэлектрика. Перед подачей к свариваемым детал м напр жени  сжимают детали до обеспечени  величины напр жени  сжати  σсж₁, характеризуемой минимальной остаточной деформацией сжати , при которой обеспечиваетс  полный физический контакт в зоне соединени . После подачи напр жени  увеличивают усилие сжати  до обеспечени  напр жени  σсж₂, при котором происходит резкое увеличение модул  упрочнени  DΣсж/Dϕ, где ϕ - относительна  пластическа  деформаци  алюмини . σсж и ϕ определ ютс  из услови  деформировани  и без прикладывани  электрического напр жени . На детали из диэлектрика можно подать положительный или отрицательный потенциал. Способ позвол ет получать вакуумплотные соединени , сохран ющие свойства после воздействи  термоударов. 1 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к сварке давлением с подогревом,в частности к сварке в электрическом поле высокого напр жени , и может быть использовано в оптико-механической, электронной и авиационной технике дл  получени 

несогласованных соединений дь 11 ктрн- ков с алюминием.

Цель изобретени  - пппыпк ние чества несогласованных срлрныу . t - динений диэлектриков с .. .

На чертеже приведены кривые измене Ю1  прсч.1ости сварного соединени  (а) и относительной пластической деформации сжати  алкнини , определ емой дл  условий деформировани  без прикладывани  электрическо1 о напр жени  (б) от внешнего удельного усили  сжати  .

При соединении алюминиевой детали с деталью из диэлектрика со свободной стороны ао1кминиевой детали размещают комиисатор, выполненный из диэлектрика, /lajiee привод т их в контакт друг с другом и нагревают на воз духе до температуры,существенно меньшей ,чем температура их плавлени  или разм гчени , после чего детали и компенсатор сжимают и усилием, обеспечивающим напр жение сжати  С5(., ДО об- разовани  полного физического контакта в плоскост х соединений. После достижени  полного физического контакта прикладывают к компенсатору и детали, выполненной из диэлектрика, электрическое напр жение, после чего увеличивают внешнее усилие сжати  до величины, обеспечивающей напр же- ,ние сжати Ор,, . При этом на кривой напр жение-деформаци  (б) дл  алюми- ни  имеет место резкое увеличение модул  упрочнени  ---- (Ы - ота LY

носительна  пластическа  дeфopмal   алюмини ) . Значени  С ,.. и С опреде- л ют дл  ;ловий деформировани  без прикладывани  электрического напр жени .

При напр жении сжати  0,

С-

и

соответствующей ему деформа1р1и ( имеет место образование полного физического контакта. Это состо ние характеризуетс  прочностью сварного соединени  , Увеличение ведет к увеличению 1 и повьппению прочности соеди- нени , которое достигает максимума при G , вызывающем пластическую деформап.пю в услови х деформировани  без прикладывани  электрического напр жени  Lf, пыDJe которой имеет место резкое увеличение модул  деформационdG c ного упрочнени  -----, алюминии уп

d 1

рочн етс  и повьшаетс  его сопротивл емость пластической деформации, в зоне соединени  накапливаютс  значительные ot Taточные напр жени , которые не or 1Сд)бны релаксироват1,с , как за счет IIM 1с (11ческих свей ЧБ и юмини 

Q 5 о 5 g

0

5

0

5

так и за счет действи  электрического напр жени ,что ведет к спаду прочности сварного соединени . Поэтому оптимальным при получении качест венного соединени   вл етс  момент прекращени  увеличени  напр жени  сжати  G. ,характеризуемый резким увеличением модул  упрочнени  дл 

do еж алюмини  -j .

К компенсатору или основному диэлектрику может прикладыватьс  как положительньй, так и отрицательный потенциал. В обоих случа х способ позвол ет получать качественные соединени . Указанное  вление установлено экспериментальным путем.

Применение компенсатора, вьтолнен- ного из диэлектрика,исключает вли ние разности коэффициентов термического расвмрени  свариваемых материалов при их нагреве в процессе сварки, что позвол ет расрлирить диапазон толщин свариваемых изделий,в частности получать вакуумплотные соединени  дл  , алюмини  толщиной от 0,1 мм и выше, существенно распдирить технологические возможности процесса.

Пример..Производилась сварка деталей из ситалла СО 115 М (наружный диаметр 20 мм, внутренний диаметр 4 мм, толщиной 6 мм) с алюминием марки А 999 в состо нии поставки (диаметр 10 мм, толщиной от 0,1 до 2,85 мм) с использованием компенсатора из ситалла СО 115 М в виде диска толщиной 6 мм и диаметром 10 мм.

Величину относительной деформации ( определ ли путем пр мых замеров толщины алюмини  до и после сжати  с помощью индикаторной стойки с индикатором часового типа с ценой делени  1 мкм.

Образование физичр кото контакта контролировали с ппг- шь профилогра- фа-профиломртра по л;:н;т ижению шероховатости , равной miipi хог ;1тости пуансона . Значени ,6,- и С. , гфи которых сзеспечиваетс  ,жение указанных условий, принимались ,, |, .

Численное значение мо;1,о1Я упрочнении определе1го из графической зависимости f(G f.), полученной экс- пери MB II TPjibHF.iM путем при раз.аичных урах и выбранном диапазоне у; -п h 1ЫХ сжлмаюиик нагрузок.

5152

Вш1ичины электрического напр жени  и длительность вьщержки определ лись экспериментальным путем.

Температура сварки в примерах определ лась техническими требовани ми на изготовление сварных реальных узлов . При этом дл  заданной температуры сварки выбирались (экспериментальным путем) значени  сш обеспечивающие соответствующие значени  относительных деформаций алюмини  ц, и if-2. Свариваемые детали помещали между металлическими электродами , нагревали до температуры сгарки, создавали внешнее удельное усилие сжати  , прикладьгоали электрическое напр жение, производили увеличение внешнего удельного усили  сжати  до величиныGC; с последующей вьщерж- кой под давлением и электрическим напр жением в течение 10 мин.

Дл  получени  сравнительных данных параллельно производили сварку по нескольким вариантам, характеризующим р д основных признаков известного и предлагаемого технических реще- ний. Прочность сварных соединений оценивали в ходе механических испытаний на отрыв.

Данные сведены в таблицу, где прин ты следующие обозначени : Ijgi - температура сварки ;(. - внеганее удельное усилие сжати  соответственно до и после подачи электрического напр жени ; Ц, и Ц - относительна  пластическа  деформаци  сжати  алюмини , соответствующа  услови м деформировани  без приложени  электрического напр жени  соответственно ,,(и С( ; Псе напр жение сварки; Ьц - толщина алюмини  перед сваркой;&дтр - прочность соединени  на отрыв, МПа; К - компенсатор; О.Д. - основной диэлектрик; + и - - знак потенциала, подаваемого иа К и О.Д.

плоЩс щь вырывов из ситалла не более 30% от номинальной площади контакта в зоне сварки.

без разрушени  ситалла н алюмини  .

f самопроизвольное (после сварки ) разрушение диэлектрика.

Узлы, сваренные предлагаемым спо- собоМ)Сохран ют герметичность после воздействи  термоударов (от (-60)до (ь90) С), механических ударов и вибраций , произведенных по специальной программе.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ сварки диэлектриков с алюминием , при котором соедин емые детали привод т в контакт, нагревают на воздухе до температуры ниже температуры разм гчени  алюмини  и прикладывают л ним посто нное электрическое напр жение, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества несогласованных сварных соединений диэлектриков с алюминием и расширени  технологических возможностей способа, со стороны алюмини  размещают дополнительно еще одну деталь )из диэлектрика - компенсатор, напр - keниe подают на детали, вьтолненные из диэлектрика, перед подачей к свариваемым детал м напр жени  сжимают детали до получени  полного физического контакта в зоне соединени , а после подачи напр жени  увеличивают усилие сжати  до обеспечени  напр жени  GC при котором происходит резкое увеличение модул  упрочнени 

   --:- dGi;jn/d дл  алюмини , гдеб . напр жение сжати ; ( - величина относительной пластической деформации алюмини , причемС с / определ ют дл  условий деформировани  без прикладывани  электрического напр жени .

   400 400 400 400 400 450 450 450 450

   300 300 400 400 400 400 400 400 4UO 400 400 400 400

   ,

   СЖ.