SU812475A1 - Способ холодной сварки металлов внахлестку - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ 'МЕТАЛЛОВ ВНАХЛЕСТКУ, при котором соедин емые участки деталей деформируют в центральной и периферийной, зонах с различной степенью пластической деформации, отличающийс  тем, что, с целью повышени  прочности сварного соединени  , периферийную зону свариваемых участков деталей дополнительно деформируют с образованием в ней локальных участков, степени деформации которых больше степени деформации периферийной зоны и не превышает степени деформации центральной зоны.ё(Л

Description

Изобретение относитс  к области сварки, а именно к способам соединени  деталей холодной сваркой давлением внахлестку. Известен способ сварки давление деталей, соединенных внахлестку, путем сдавливани  их с пластической деформацией до получени  прочного схватьшани  по сопр женным поверхност м f . При таком способе сварки прочность сварного соединени  зависит в основном от степени деформации сдавливаемых деталей (т.е. от отношени  разницы начальной и конечной толщины металла к его начальной толщине). Так, например, начальное схватывание алюминиевых сплавов колеблетс  по степени деформации в пределах 0,6-0,8, никелевых 0,8-0,9, латуни 0,85-0,95, что приводит к сильному утонению перемычки (переходной области свар ного соединени  к основному металлу ) вблизи границы схватывани . При увеличении степени деформации прочность схватывани  сопр гаемых поверхностей деталей под пуансонами увеличиваетс , а прочность пере мычки уменьшаетс  (так как перемыч ка при этом утон етс ), что не поз л ет достичь высокой сз ммарной про ности сварного соединени . При малых степен х деформации, сварки изд лие под нагрузкой разрушаетс  в сварном соединении по поверхности схватьшани , а при больших степен  по перемычкам вблизи сварного соед нени  . Известен также способ сварки да лением, в котором участки вблизи сварного соединени  упруго сжимают дополнительными пуансонами, а осно ные пуансоны пластически деформиру металл. Такой способ создает допол нительное ги дростатическое давление в процессе деформации и позвол ет уменьшить степень деформации начального схватывани  металлов, что повышает толщину перемычки при оптимальной степени деформации (т. при такой ее величине, когда сопро тивление деталей на отрыв по плоскости схватывани  и по перемычке равнозначны). Недостаток такого способа в Том что схема деформированного состо ни , а значит и растекаемость схватываемых поверхностей на выходе из-под пуансонов, не отличаетс  от предьздущего способа. И достигаемый эффект по прочности сварного соединени , несмотр  на конструктивные усложнени , незначителен, так как разрушение деталей под нагрузкой происходит по. перемычке (оптимальной степени деформации практически достичь очень трудно и дл  повышени  надежности схватью.ани  при сварке идут на повьшение степени деформации ) . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ холодной сварки металлов внахлестку, при котором соедин емые участки деталей деформируют в центральной и периферийной зонах с различной степенью пластической деформации . В этом способе по сравнению с известными измен етс  схема деформированного состо ни  и увеличиваетс  растекаемость свариваемых поверг : ностей изделий в пё риферийной зоне, увеличиваетс  также гидростатическое , давление в центральной зоне, что в общем уменьшает степень деформации начального схватывани  и увеличивает толщину перемычки до равной толщине периферийной зоне, что способствует повьш1ению прочности сварного соединени  з . Однако обща  прочность соединени  повьш1аетс  незначительно из-за низкого гидростатического давлени  в периферийной зоне, способствующего слабому схватыванию соедин емых поверхностей в зтой зоне. В этом случае под нагрузкой разрушение сварного соединени  происходит вначале по поверхности схватьшани  в периферийной зоне, а затем по утоненной перемьмке, соедин ющей центральную зону с периферийной, т.е. практически только увеличиваетс  продолжительность процесса разрушени  без увеличени  суммарной прочности . Целью изобретени   вл етс  повышение прочности сварного соединени .. Поставленна  задача достигаетс  тем, что периферийную зону соедин емых участков деталей дополнительно деформируют с образованием в ней локальных участков, степень деформации которых больше степени

деформации периферийной зоны и не превьшает степени деформации центральной зоны.

Сварку по предлагаемому способу осуществл ют в три стадии: вначале деформируют центральную часть свариваемых участков изделий с максимальной степенью деформации, например , дл  алнмини  она равна 0,80 ,85, затем - периферийную зону с минимальной степенью деформации (дл  того же материала 0,5-0,55), а затем получают дополнительным деформированием локальные утоненные участки в периферийной области Дл  повьшени  гцдростатического давлени  в зоне деформации в процессе сварки и улучшени  качества сварного соединени  формирование зон и локальных участков провод т одновременно.

Во всех случа х повьшенна  прочность , сварного соединени  получаетс  за счет того, что дополнительное деформирование с образованием локальных утоненных участков укрепл ет плоскости схватывани  периферийной зоны, в то врем  как перемычка остаетс  утолщенной за счет минимальной степени деформации основной части периферийной зоны (т.е. без локальных участков).

Форма локальных участков в периферийной зоне может быть в плане произвольной (например, круглой, пр моугольной и т.п.). в зависимости от технологических возможностей изготовлени  инструмента. Расположение , например, круглых вплане участков в периферийной зоне может быть в один или в два р да, в шахматном пор дке и так далее в зависимости от размеров издели  и сварного соединени .

Пример . Эксперимент по соединению пр моугольных образцов из

алюминиевого сплава А,Ц1, пригодных дл  испытани  на разрывной машине ЗММ-50. Сравнивают три способа сварки: предлагаемьм и известные. Исходна  толщина образцов 6 мм, ширина 30 мм, длина 100 мм. Все образцы перед сваркой отжигают при в течение 40 мин с охлаждением на воздухе . Образцы перед сваркой уклады0 вают внахлест, а вдавливание пуансонов в них провод т одновременно с двух сторон. Сварку по предлагаемому -способу ведут в следующей последовательности: вначале деформируют центральную часть со степенью дефор5 мации 0,93, потом периферийную зону со степенью деформации 0,50, а затем локальные участки (в виде пр моугольных углублений) со степенью деформации 0,6. По длине шва в предлагае0 мом способе выполнено 9 локальных утоненных участков шириной 1,5 мм. Ширина центральной зоны 5 мм, ширина периферийных зон с обоих сторон шва по 6 мм. Обща  ширина шва по

5 известным и предлагаемому способу. 1 7 мм.

ч

Испытано.по 10 сваренных образцов каждого варианта. Среднее усилие

0 разрыва образцов по известным способам 540 и 590 кг, по предлагаемому 945 кг.

Таким образом, прочность сварного соединени , выполненного по пред5 лагаемому способу выше прочности соединени  по известным способам на 75 и 61% соответственно.

Применение предлагаемого способа в производстве позволит расширить

0 диапазон свариваемых изделий и материалов . Такой способ может быть использован при точечной и шовной сварке пуансоном и роликами с кольцевым и пр молинейным швом, дл  сварки листов, труб, полых корпусов и т.п.

Claims (1)

1. СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ ВНАХЛЕСТКУ, при котором соединяемые участки деталей деформи руют в центральной и периферийной. зонах с различной степенью пластической деформации, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сварного соединения , периферийную зону свариваемых участков деталей дополнительно деформируют с образованием в ней локальных участков, степени деформации которых больше степени деформации периферийной зоны и не превышает степени деформации центральной зоны.

   QD

   ND

   М СП