SU1593830A1 - Способ дуговой сварки электрозаклепками - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к дуговой сварке электрозаклепками неплав щимс  электродом в среде защитных газов и может быть использовано в отрасл х машиностроени , судостроени , автомобилестроени , преимущественно при сварке цветных металлов и сплавов малой толщины. Цель изобретени  - повышение качества формировани  электрозаклепки. Свариваемые детали первоначально устанавливают с зазором. После образовани  в верхнем элементе жидкой ванны размером от четырех до шести его толщины свариваемые элементы сжимают. Под действием давлени  дуги жидкий металл верхнего элемента оттесн етс  к периферии сварочной ванны и проплавл етс  нижний элемент. После отключени  дуги образуетс  электрозаклепочное соединение. При сварке по данному способу обеспечиваетс  уменьшение времени сварки, не требуетс  использование присадочного материала. 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к дуговой сварке злектрозаклепками (точками) неплав щимс  электродом в среде защитных газов и может быть использовано в отрасл х машиностроени , судостроени , автомобилестроени , преиму-: щественно дл  сварки цветных металлов и сплавов малой толщины„

Целью изобретени   вл етс  повышение качества формировани  электрозаклепки при сварке тонколистовых элементов и устранение расхода присадочного материалао

На фиго - 3 показаны стадии про- цесса сваркио

Сущность способа заключаетс  в том, что свариваемые элементы 1 и 2 толщиной cPj и сГц перед сваркой устанавливают с зазором в околошовной зоне и зоне заклепки с помощью теплоизолирующей прокладки 3, что устран ет теплоотвод от верхнего элемента к нижнему о Свариваемые элементы 1-й. 2 вместе с прокладкой 3 устанавливают на подкладку 4 и прижимают к ней прижимами 5 а В сопло 6 плазмотрона подают плазмообразукаций газ и зажигают дугу 7 между электродом 8 плазмотрона и верхним элементом 1„ При горении дуги 7 на верхний элемент 1 вследствие отсутстви  теплоотвода в нижний элемент 2 ускоренно образуетс  жидка  ванна диаметром Dgo При достижении жидкой ванной диаметра D, равного четырем-шести толщинам верхнего элемента 1, облегчаетс  образование о тверсти  в жидкой ванне Перед образованием отверсти  верхний элеО

Од

«.0

мент прижимаетс  свариваемой поверхностью опорной втулки 9J изолированной от согша 6 втулкой 10,к свариваемой поверхности нижнего элемента 2 и прокладке 4, образу  хороший тепловой контакт о Под действием давлени  дуги 7 и сил поверхностного нат жени  в жидкой ванне верхнего элемента 1 образуетс  отверстие диаметром Dg и активное п тно дуги перемещаетс  на нижний элемент 2, образу  на нем жидкую ванну диаметром D. (фиго2)с Жидка  ванна на верхнем элементе I принимает форму торао При достижении жидкой BaiiHou в нижнем элементе 2 размера D, равного диаметру отверсти  D, в верхнем элементе 1,жидка  ванна верхнего элемента вливаетс  в ванну нижнего, образу  общую ванну с диаметром соединени , равным После этого дуга отключаетс , формируетс  сварна  электрозаклепкао

Дл  всех толщин критический диаметр жидкой ванны D g бсГо

При диаметре жидкой ванны D g : более устойчиво состо ние с плосю поверхностью ванны, а при D D

вкр

состо ние с поверхностью тора. Однако переход от одной формы поверхности к другой происходит не самопроизвольно , а под действием давлени  дуги,,

Визуальное наблюдение за жидкой ванной при действии дуги показывает, что в начале процесса зеркало ванны малого диаметра, слабо прогибаетс  под давлением дуги С увеличением размера ванны прогиб увеличиваетс  и при достижении определенного диаметра образуетс  отверстие Сжимать свариваемые элементы до образовани  размера ванны меньше четырех толщин верхнего элемента нецелесообразно из-за неполного использовани  эффекта уста-, новки элементов с зазоромо Сжимать свариваемые элементы при диаметре ванны более шести толщин нельз , так как отверстий возникает до соприкосновени  свариваемых поверхностей и это приводит к ухудшению стабильности формировани  электрозаклепкио Момент сжати  соедин емых поверхностей можно определ ть с помощью зависимостей распространени  тепла в элементах

Калориметрические исследовани  сварки Электрозаклепками сплава АМц сжатой трехфазной дугой показали,что дл  расчет диаметра жидкой ванны с

точностью в пределах 10% применима расчетна  схема неподвижного линейного источника тепла в пластине

,f

JJj(.

§й

Е,( D

16 at

где Тр - температура плавлени  металла , Kj

температура металла до сварки , KJ

теплопроводность, Вт(см-К); толщина пластины, см| эффективна  мощность источТ

д

ника тепла, Вт|

а t D

Е.

коэффициент температуропроводности , врем  действи  источника,сj диаметр жидкой ванны,см; показательна  функци о По данной формуле можно определ ть врем , в течение которого жидка  ванна достигнет диаметра, равного четырем шести толщинамо Из формулы вы- текает, что отношение дл  заданного материала и режима дуги посто нно Отсюда получаем расчетно- экспериментальный метод определени  времени горени  дуги дл  получени  заданного диаметра ванны

1|./.а:.,

on

on

5

0

5

0

5

где D

on

on

коэффициент, k 4-6| средние диаметр и врем , полученные опытным путемь Пример 1о Производилась сварка пластин из -сплава АМц толщиной Ij5 + 1,5 мм сжатой трехфазной дугой по предлагаемому способу Диаметр сопла плазмотрона составл л d (- 4 мм, длина канала сопла 1 4 мм, ток в детали I g 120 А, расход плазмообра- зующего аргонаG 4 л/мин, рассто ние между соплом и верхним элементом , 1, 5 мм, а между торцевой поверхностью опорной втулки сопла и верхним элементом 1 (,п 3 мм Перед сваркой между элементами на рассто нии 1 30 мм от места сварки электрозаклепки устанавливали кольцевую прокладку из текстолита толщиной 1 мм На этом же рассто нии верхний элемент прижималс  к текстолитовой подкладке и нижнему элементув Зазор между элементами в зоне с 1 т 30 мм составл л 1 мм„

Перед сваркой экспериментально-расчетным путем определ ли врем , в течение которого жидка  ванна в верх-, нем элементе достигнет значени  D 4Ь g 6 ммо Дл  этого при заданном режиме проплавл ли пластину ,5 мм из сплава АМц на весу в течение t р 2,0 с Затем после выключени  дуги -измер ли диаметры точки с обеих сторон ттастины и получили значени  D, 13,2 мм; D 12,0 мм; D ,„ (D + + 02)72 12,6 ммо По формуле дл  расчета времени действи  источника при k 4,0 получили врем  t, через которое необходимо сжать свариваемые поверхности при сварке, Тое t 0,45 Со В процессе сварки элементов через 0,45 с после зажигани  дуги прижимали верхний элемент к нижнему в зоне сварки опорной втулкой После горени  дуги в течение 4,5 с получали сварную электрозаклепку с размерами Dg 10,5 мм; DH 6,5 ммо

Пример 2о При аналогичных параметрах режима сваривали те же ппа- стины, но размер жидкой ванны на верхнем элементе перед сжатием выбирали равным Dg бЬе 9 ммо Дл  расчета времени t использовали результаты опыта, приведенного в примере 1о В результате получили t 1,0 с В процессе сварки элементов через 1,0 с после зажигани  дуги на верхний элемент прижимали последний к нижнему элементуо Общее врем  сварки 4 с,В результате получили электрозаклепку с размерами D g 11,0 мм| DH 7 мМо При сварке без зазора сварную электрозаклепку с близкими размерами получали через 6-7 Со

Сжатие элементов до момента когда диаметр ванны на верхнем элементе меньше четырех толщин, нерацион ально , так как мал эффект сокращени  цикла сварки, и затруднено регулирование цикла сварки при малом временио Сжатие элементов после образовани  жидкой ванны диаметром больше шести

толщин верхнего элемента приводит к нестабильности формировани  электрозаклепки вследствие образовани  отверсти  до сжати  элементов

Сравнение прочностных свойств точек , полученных по предложенному способу , со свойствами точек, полученньгх с использованием присадочной прово- показало, что они близки между

л ОКИ,

собой I

Claims (1)

1. Способ позвол ет улучшить качество формировани  электрозаклепок-без использовани  присадочной проволоки. Формула изобретени 

   25

   30

   Способ дуговой сварки электрозаклепками , при котором свариваемые элементы устанавливают с зазором,сжмают за пределами формируемой электрозаклепки , возбуждают сварочную дугу, проплавл ют верхний лист, формируют электрозаклепку и отключают дугу, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества формировани  .электрозаклепки без приса- 35 дочной проволоки, сжатие производ т после проплавлени  верхнего листа и образовани  в нем жидкой ванны диаметром , равным от четырех до шести его толщиныо

   в6 Ю

   Газ IJ

   иг,1