SU1648688A1

SU1648688A1 - Method of pressure welding

Info

Publication number: SU1648688A1
Application number: SU894684870A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Игнатьевич Костаненков
Original assignee: Д.И.Костаненков
Priority date: 1989-05-03
Filing date: 1989-05-03
Publication date: 1991-05-15

Abstract

Изобретение относитс к технологии сварки давлением с импульсным нагруже- нием свариваемых деталей силами взаимодействующих магнитных полей и может быть использовано дл получени биметаллических пластин в машиностроительных отрасл х. Цель изобретени - упрощение технологии и снижение энергии сварки. Магнитные пол создаютс токами одного направлени , проход щими через свариваемые детали и взаимодействующими с двум част ми концентратора магнитного пол или дополнительными электродами с обратным направлением тока, расположенными по обе стороны зоны сварки. Свариваемые детали, концентратор магнитного пол и до- 4 полнительные электроды расположены с зазорами относительно друг друга, что позвол ет за врем сближени поверхностей деталей до соударени перевести материал деталей в электропластическое состо ние 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The invention relates to pressure welding technology with pulsed loading of parts to be welded by means of interacting magnetic fields and can be used to produce bimetallic plates in engineering industries. The purpose of the invention is to simplify the technology and reduce the energy of welding. Magnetic fields are created by currents of the same direction passing through the parts to be welded and interacting with two parts of the magnetic field concentrator or additional electrodes with reverse current direction located on both sides of the welding zone. The parts to be welded, the magnetic field concentrator and additional electrodes are located with gaps relative to each other, which makes it possible to convert the material of the parts into an electroplastic state of 1 hp during the convergence of the surfaces of the parts before the collision f-ly, 4 ill.

Description

ЁYo

Изобретение относитс к способам сварки давлением с импульсным нагруже- нием свариваемых деталей силами взаимодействующих магнитных полей и может быть использовано дл получени биметаллических пластин в машиностроительных отрасл х.The invention relates to pressure welding methods with pulsed loading of parts to be welded by means of interacting magnetic fields and can be used to obtain bimetallic plates in engineering industries.

Цель изобретени - упрощение технологии и снижение энергии сваркиThe purpose of the invention is to simplify the technology and reduce the energy of welding.

На фиг. 1 приведена схема с использованием концентратора магнитного пол ; на фиг,2 - то же, дл креплени свариваемых деталей под углом друг к другу; на фиг.З - схема с использованием вспомогательных электродов; на фиг.4 - то же, дл креплени деталей под углом друг к другу.FIG. 1 is a diagram using a magnetic field hub; FIG. 2 is the same for fastening the parts to be welded at an angle to each other; Fig. 3 is a circuit using auxiliary electrodes; 4 is the same for fastening parts at an angle to each other.

Детали 1.2, контактирующие с электродами 3,4, подсоединены к емкостному накопителю энергии 5 через коммутатор тока 6 иDetails 1.2 in contact with the electrodes 3,4, are connected to the capacitive energy storage 5 through the current switch 6 and

расположены между част ми 7 и 8 концентратора магнитного пол (фиг. 1, 2) или дополнительными электродами 9 и 10 (фиг.З, 4). Емкостный накопитель энергии 5 соединен с зар дным устройством 11. Вместо электрода 4 на схемах (фиг.З, 4) используетс токонепровод ща опора 12located between parts 7 and 8 of the magnetic field concentrator (Figs. 1, 2) or additional electrodes 9 and 10 (Fig. 3, 4). The capacitive energy storage device 5 is connected to the charging device 11. Instead of the electrode 4, a non-conductive support 12 is used in the circuits (Fig. 3).

Способ сварки давлением осуществл етс по схемам (фиг 1, 2) следующим образом .The method of pressure welding is carried out according to the schemes (Figs 1, 2) as follows.

Емкостный накопитель энергии 5 зар жают до заданной величины напр жени от зар дного устройства 11 и с помощью коммутатора тока 6, электродов 3 и 4 ток разр да ip емкостного накопител энергии 5 пропускают через детали 1, 2 в виде токов одинакового направлени м и 12, магнитные пол которых пересекают части 7 и 8 концентратора магнитного пол и навод т в нихThe capacitive energy storage device 5 is charged to a predetermined voltage from the charging device 11 and, using a current switch 6, electrodes 3 and 4, the discharge current ip of the capacitive energy storage device 5 is passed through parts 1, 2 in the form of currents of the same directions and 12, magnetic fields of which intersect parts 7 and 8 of the magnetic field hub and induce them

ОABOUT

Јь 0000 00

оabout

00 0000 00

ЭДС (электродвижущие силы), которые вызывают в част х 7 и 8 концентратора магнит- ного пол вихревые токи 1ь и 1ье, практически наход щиес в противофазе с токами li и te в детал х 1, 2. Так как токи Н и г через детали 1, 2 направлены в одном направлении и противоположны вихревым токам 1ь и 1ь8, то одновременно между детал ми 1, 2 возникают магнитные силы взаимного прит жени и магнитные силы взаимного отталкивани от частей 7 и 8 концентратора магнитного пол , кроме того, токи It и 2 перевод т материал деталей 1, 2 в электропластическое состо ние - атомы в дислокаци х материала деталей переход т в возбужденное состо ние.The electromotive force (electromotive force), which in the 7th and 8th parts of the magnetic field concentrator causes the eddy currents 1i and 1e, which are practically out of phase with the li and te currents in parts 1, 2. Since the currents H and g 1, 2 are directed in the same direction and opposite to eddy currents 1i and 1-8, then simultaneously between parts 1, 2 magnetic forces of mutual attraction and magnetic forces of mutual repulsion from parts 7 and 8 of the magnetic field hub arise, in addition, currents It and 2 transferring the material of parts 1, 2 into an electroplastic state - atoms in the dislocations of the material of the parts go into the excited state.

Сближение поверхностей деталей 1, 2 происходит со сдвигом по фазе, что обеспечивает в зоне сварного соединени деталей при достаточной силе удара возникновение прочных металлических св зей между соедин емыми поверхност ми деталей 1, 2 против концентратора магнитного пол , состо щего из частей 7 и 8.The convergence of the surfaces of the parts 1, 2 occurs with a phase shift, which ensures that in the area of the welded joint of the parts with sufficient impact force, strong metallic bonds arise between the connected surfaces of the parts 1, 2 against the magnetic field concentrator consisting of parts 7 and 8.

Способ сварки давлением осуществл ют по схемам (фиг.3,4) следующим образом.The method of pressure welding is carried out according to the schemes (Fig.3,4) as follows.

Емкостный накопитель энергии 5 зар жают до заданной величины напр жени от зар дного устройства 11 и с помощью коммутатора тока 6, электрода 3 и дополнитель- ных электродов 9 и 10 ток разр да ip емкостного накопител энергии 5 пропускают через детали 1, 2 и вспомогательные электроды 9, 10 в виде раздельных токов И и i2, причем направление токов И и 12 через детали 1, 2 противоположны направлению этих же токов через вспомогательные электроды 9, 10, Так как токи И и 2 одинакового направлени через детали 1, 2 противоположны направлению этих же токов через вспомогательные электроды 9. 10, то одновременно между детал ми 1, 2 возникают магнитные силы взаимного прит жени между собой и магнитные силы взаимного отталкивани от электродов 9, 10, кроме того , токи И и 2 перевод т материал деталей 1, 2 в электропластическое состо ние - атомы в дислокаци х материалы деталей переход т в возбужденное состо ние.The capacitive energy storage device 5 is charged to a predetermined voltage from the charging device 11 and using the current switch 6, electrode 3 and additional electrodes 9 and 10, the discharge current ip of the capacitive energy storage device 5 is passed through parts 1, 2 and auxiliary electrodes 9, 10 in the form of separate currents And and i2, and the direction of currents And and 12 through parts 1, 2 are opposite to the direction of the same currents through auxiliary electrodes 9, 10, Since the currents And and 2 of the same direction through parts 1, 2 are opposite to the direction of these same currents through Auxiliary electrodes 9. 10, then simultaneously between the parts 1, 2 magnetic forces of mutual attraction between themselves and the magnetic forces of mutual repulsion from electrodes 9, 10 appear, moreover, the currents And and 2 convert the material of parts 1, 2 into an electroplastic state atom - atoms in dislocations the materials of the parts pass into the excited state.

Сближение поверхностей деталей 1, 2 происходит со сдвигом по фазе, что и обеспечивает в зоне сварного соединени дета- лей при достаточной силе удара возникновение прочных металлических св зей между соединенными поверхност ми деталей 1, 2 против электродов 9 и 10.The convergence of the surfaces of the parts 1, 2 occurs with a phase shift, which ensures, in the area of the welded joint of the parts, with sufficient impact force, the emergence of strong metallic bonds between the connected surfaces of the parts 1, 2 against the electrodes 9 and 10.

Сравнива выполнение операций при осуществлении сварного соединени деталей 1, 2 в электропластическом состо нии вComparing the performance of operations in the implementation of a welded joint of parts 1, 2 in the electroplastic state

зоне против частей 7 и 8 концентратора магнитного пол (фиг.1, 2) и в зоне против вспомогательных электродов 9,10(фиг.3,4), видно, что в способе сварки давлением используетс одна и та же схема импульсного нагружени свариваемых деталей силами взаимодействующих магнитных полей - схема одновременного взаимного прит жени деталей 1, 2 между собой и взаимногоthe zone against parts 7 and 8 of the magnetic field concentrator (Figures 1, 2) and in the zone against the auxiliary electrodes 9, 10 (Fig. 3.4), it can be seen that the same pulse-loading scheme of the parts being welded is used in the pressure welding method by the forces of interacting magnetic fields - a scheme of simultaneous mutual attraction of parts 1, 2 between each other and mutual

отталкивани деталей 1, 2 от частей 7 и 8 концентратора магнитного пол (вспомогательных электродов 9 и 10). Отличие работы схем (фиг.1, 2) от работы схем (фиг.З, 4) при осуществлении способа сварки давлениемrepulsion of parts 1, 2 from parts 7 and 8 of the magnetic field concentrator (auxiliary electrodes 9 and 10). The difference between the operation of the circuits (Fig. 1, 2) and the operation of the circuits (Fig. 3, 4) in the process of pressure welding

состоит в том, что в схемах (фиг.1, 2) силы взаимного отталкивани деталей 1, 2 от частей 7 и 8 концентратора магнитного пол вл ютс индукционно-динамическими силами , а в схемах (фиг.З, 4) силы взаимногоconsists in the fact that in the schemes (Figures 1, 2) the forces of mutual repulsion of parts 1, 2 from parts 7 and 8 of the magnetic field concentrator are induction-dynamic forces, and in the schemes (Fig. 3) the forces of mutual

отталкивани деталей 1, 2 от вспомогательных электродов 9 и 10 вл ютс электродинамическими силами.repulsion of parts 1, 2 from auxiliary electrodes 9 and 10 are electrodynamic forces.

Технологи получени сварного соединени отрабатывалась на пластинах изWelding technology was worked out on plates from

сплавов алюмини с использованием магнитно-импульсной установки типа МИЧ- 40/30. Крепление пластин осуществл лось по схемам (фиг. 1-4) в специальной технологической оснастке, котора присоедин лась к зажимным губкам магнитно- импульсной установки. Перед сваркой поверхности пластины очищались от гр зи. Использование изобретени позвол ет получать биметаллические пластины, упростить технологию, уменьшить энергию сварки за счет использовани эффекта электропластичности в металлах и снизить стоимость технологического оборудовани за счет исключени источника предварительного нагрева - генератора токов высокой частоты (ТВЧ).aluminum alloys using a magnetic-pulse installation type MICH- 40/30. Fastening of the plates was carried out according to the schemes (Fig. 1-4) in a special technological equipment, which was attached to the clamping jaws of the magnetic-pulse installation. Before welding, the surface of the plate was cleaned of dirt. The use of the invention allows to obtain bimetallic plates, to simplify the technology, reduce the welding energy by using the effect of electroplasticity in metals and reduce the cost of the process equipment by eliminating the source of preheating - high frequency current generator (HDTV).

Claims

1. A method of pressure welding consisting in the pulse loading of the parts to be welded by interacting magnetic fields, characterized in that, in order to simplify the technology and reduce the welding energy, the parts to be welded

have a gap, on both sides of them with a gap have two parts of the hub of the magnetic field, and a current pulse is fed to the parts to be welded in one direction.

2. A method according to claim 1, characterized in that electrodes are used as a magnetic field hub, to which a current pulse is fed in the opposite direction.

and

Editor M. Tovtin

Tehred M. Morgenthal

Order 1486 Circulation 522Subscription

VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, 4/5 Raushsk nab.

four

if

& frf

/

uh g

fig.Z

Lp

31

eleven

Corrector I. Muska