Устройство для формирования обратной стороны сварного шва

(9 ЗО) В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ОБРЕТЕНИ ИСА ЕТЕПЬСТ И АВТОРСИО умарев,коб ительны СССР7/06.ССР, ВАНИЯ ОБРАТНОИ СТОРОНЫГО ШВА, содержашее подкладк се которой установлен, формирующий элемент с канавкой, жестко связанный с высо. кочастотным вибратором, отличающееся тем, что, с целью повышения качества шва за счет управления временем кристалл н. эации сварочной ванны, оно снабжено встроенной в корпус подкладки обоймой из термостойкого материала, акустические свойства которого отличны от акустических свойств формирующего элемента, а коэффициент температурного расширения меньше, чем коэффициент температурного расширения материала формирующего элемента, в обойме выполнена сквозная прорезь тра пецеидального сечения, а формнруюкийэлемент установлен в упомянутой прорези обоймы и сопряжен с ней по наклонным поверхностям.Формирующийэлемент СтальВольфрамМолибденКовар Никель Сталь 11 зобрсгение относигся к дуговой сварке. в частноти к устройствам для формирования обратной стороны сварного шва иможет найти применение в различных областях машиностроения,Известно устройство для формированияобратной стороны сварного шва, содержащее подкладку с каналами для охлажденияи пластину из термостойкого и термоизоляционного материала, установленную в зонеформирования обратной стороны шва 1.Недостаток известного устройства дляформирования обратной стороны шванизкое качество сварных соединений, обусловленное тем, что при совместной работеподкладки с высокочастотным вибраторомневозможно достигнуть существенного воздействия ультразвуковых колебаний нарасплавленный металл сварочной ванны,так как термоизоляционные материалы являются плохими проводниками ультразвука,вследствие чего происходит затухание колсбаний и быстрое разрушение термостойкойпластины.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому эффекту является ус,ройство для формирования обратной стороны сварного шва, содержащее подкладку, в корпусе которой установлен формирующий элемент с канавкой,жестко связанный с высокочастотным вибратором 12).Недостатком извест",ого устройства является низкое качество сварных соединенийвследствие малого времени воздействия ультразвуковых колебаний на расплавленныйметалл сварочной ванны, что обусловленобыстрой кристаллизацией сварочной ванныиз-за большого теплоотвода.Цель изобретения - повышение качества шва за счет управления временем кристаллизации сварочной ванны.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство снабжено встроенной в корпусподкладки обоймой из термостойкого материала, акустические свойства которого отличны от акустических свойств формирующего элемента, а коэффициент температурного расширения меньше, чем коэффициенттемпературного расширения материалаформирующего элемента, в обойме выполнена сквозная прорезь трапецеидальногосечения, а формирующий элемент установлен в упомянутой прорези обоймы и сопряжен по наклонным поверхностям.Примеры возможных вариантов выбораматериала формирующего элемента и обоймы:Формирующий Обоймаэлемент 5 о 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Благодаря различию в акустических свойствах материалов (т.е. в скоростях звука и длине волны) в любой точке на поверхности сопряжения пластины и волновода фазы колебаний для соединяемых деталей различны, вследствие этого в каждой точке контакта происходит относительное движение сопрягаемых деталей, вызывающее трение, а значит и выделение тепла.Вследствие более высокого коэффциента термического расширения у материала волновода при нагреве волновод расширяется больше, чем охватывающая его пластина из термостойкого матерала, поэтому увеличивается давление по сопрягаемым поверхностям, что способствует увеличению сил трения и тепловыделению в контакте волновода с пластиной из термостойкого материала.Выполнение поверхности, по которой сопрягаются пластины и волновод, конической обеспечивает большую величину и большие силы трения. Увеличение сил трения приводит к более интечсивному тепловыделению в месте контакта волновода с пластиной из термостойкого материала.Из-за выделения тепла в месте сопряжения пластины и волновода уменьшается теплоотвод от расплавленного металла сварочной ванны к каналам для охлаждения, вследствие чего сварочная ванна дольше находится в расплавленном состоянии, а значит увеличивается время воздействия ультразвуковых колебаний на расплавленный металл. Более длительная обработка сварочной ванны ультразвуком обеспечивает повышение качества сварных соединений, так как при этом более полно протекают процессы измельчения структу ры, перемешивания и дегазации расплавленного, металла сварочной ванны, вследствие чего повышаются механические свойства сварного шва и его коррозионная стойкость,На чертеже изображена предлагаемое устройство для формирования обратной стороны шва, продольный разрез.Формирующий элемент 1 с канавкой 2, жестко связанный с высокочастотным вибратором 3, установлен в обойме 4, встроенной в корпус подкладки 5 с каналами для охлаждения 6.Устройство работает следующим образом В процессе сварки ультразвуковые колебания магнитострикционного преобразователя через вибратор 3 и жестко свя. занный с ним формирующий элементпередаются расплавленному металлу сварочной ванны 7, вследствие чего в нем происходят процессы дегазации, перемешивания и измельчения структуры. Кроме того, при прохождении ультразвуковых колебаний по вибратору 3, происходит значительное тепловыделение в месте сопряжения обоймы 4 и формирующего элемента 1, обусловлен1 23825 Составитель Е. Сомова Редактор Т, Парфемова .Техред И. Верес Корректор С. Черни Заказ 8048/1 4 Тираж 1036 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ное различиями акустических свойств материалов вибратора и обоймы, формой сопрягаемых поверхностей, а также тем, что коэффициент термического расширения материала обоймы меньше, чем коэффициент термического расширения материала вибратора.Из-за выделения тепла в месте контакта обоймы и формируюшего элемента увеличивается термическое сопротивление участка между сварочной ванной и водоохлаждаемым корпусом подкладки. За счет этого увеличивается продолжительность обработйи расплавленного металла ультразвуковыми колебаниями и повышается качество сварных соединений. В процессе сварки подкладка переме 1 цается быстрее завершения процесса кристаллизации обработан- кого ультразвуком металла сварочной ванны Использование изобретения позволяет повысить качество сварных соединений, т.е. повысить механические свойства и коррозионную стойкость.