Установка для оценки технологической прочности при сварке

(19) 223 1 И 3 23 К 28/00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ от" во СССР 1981- Т 3 МашиноТЕХНОЛО к сн новок длности ильснойльзонан ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬС/Под ред. В.А.Винокурова,строение, 1979, с. 408,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ПРИ СВАРК (57) Изобретение относится а именно к конструкции уст оценки технологической про сварке преимуще стн ен но имп лазерной, и может быть исп в научных исследованиях при разрабке новых материалов и изучении ихсваринаемости, а также в различныхобластях техники при отработке технологии сварки. Цель - повьппение произнодительности и точности испытанийИспытываеьаий образец 23 закрепляетсяв зажимах 1 и 3. Подвижный зажим 3через бесступенчатый механизм регулирования скорости деформирования,представляющий собой шариковый вариатор 6, связан с силовым приводом 5.При проведении испытаний гайка 16 перемещает рычаг 14, который через тягу 18 перемещает шарик 9 вариатора 6плавно изменяя скорость деформации,Для предотвращения разрушения образца при температуре ниже ТИХ служитмеханизм регул.:ронки усилия проскапьзывания 12. 2 зиф-лы, 1 ил.Изобретение относится к конструкциям установок для оценки технологической прочности при сварке, преимущественно импульсной лазерной, и может быть использовано в научных исследованиях при разработке новых материалов и изучении их свариваемости,а также в различных областях техникипри отработке технологии сварки. 10Цель изобретения - повышение производительности и точности испытаний.На чертеже представлена кинематическая схема установки.Установка содержит неподвижный эажим 1, закрепленный к панели 2, иподвижный зажим 3, жестко соединенныйс зубчатой рейкой 4, для перемещениякоторой служит электродвигатель 5,связанный с рейкой 4 через бесступенчатый механизм регулирования скоростидеформирования, выполненный в видешарикового вариатора 6, и зубчатуюпару 7,111 ариковый вариатор 6 состоит из 25диска 8, шарика 9, который размещенв обойме 10, ролика 11 и механизма 12регулировки усилия проскальзываниясо шкалой 13.Механизм плавного изменения скорости состоит иэ рычага 14, дополнительного вала 15 ролика 11 с реэьбовым участком, ходовой гайки 16, двухползунов 17, тяги 18, шарнирного узла крепления рычага 19 к корпусу вариатора (опоры рычага), дополнительной пары винт-гайка 20 для перемещения опоры рычага, шкалы 21 измененияскорости и шкалы 22 ускорения.Пблэуны 17 установлены на рычаге 4014 и один иэ них шарнирно связан стягой 18 обоймы шарика 10, а другойс гайкой 16 на дополнительном валу 15.Панель 2 установлена на столе лазерной установки "Квант",Образецдля испытаний состоит из двух пластин 23, которые крепятся в зажимах 1и 3 в нахлесточном положении и механизмом 24 поджимаются друг к другудля ведения сварки без зазора. Излучение оптического квантового генера 50тора (ОКГ) 25 фокусируют и перемещаютво время испытаний по торцу верхнейнеподвижной пластины, нижнюю пластину перемещают с плавно убывающей ско 55ростью,Шаг резьбы (Ь) на дополнительномвалу 15 выбирают в зависимости от диаметра ролика вариатора (Пьол ), чис ла оборотов входного и выходного валов (и;и ), времени изменения скорости деформирования образца (С), а также от положения шарика относительно центра диска вариатора в начальный момент (Н,). Скорости в точках А и С находят из выражений:Ч= дН;(1)Чс = и 3 Н,где м) - угловая скорость;Н - расстояние от центра дискадо места контакта шарика с диском вариатора.Расстояние Н изменяется по линейному законуН = Н- Ьфи С; (2) 0 олтак как Ч = Ч Чо и 1РолД С в 2а Чд =о,к,24 Н( - - - -) - ( ----- -) (5) ЗО 30 Паол ЗО Паол 2 и Н, 2 иЬ. ииРол РО лСледовательно;(7)и, 2 иУстройство работает следующим образом.С помощью механизма 12 по шкале 13 устанавливают усилие проскальзывания вариатора. По шкале 21 устанавливают максимально возможную скорость деформации (40 10м/с) (положение А) так, чтобы исчерпать запас пластичности сварочной ванны в ТИХ и заведомо разрушить сварную точку в ТИХ. Положение опоры рычага 19, устанавливаемое и регистрируемое по шкале ускорения, может быть изменено при повторных испытаниях с помощью дополнительной пары винт- гайка 20. Включают электродвигатель 5, вращательный момент последователь. но передается на диск вариатора 6,з 142 шарик 9, ролик 11 с дополнительным валом 15. Гайка 16 преобразует вращательное движение н поступательное, перемещается по резьбовому участку дополнительного вала 15 и движет рычаг 14, тягу 18, обойму 10 с шариком 9 вариатора, По мере вращения ведомого ролика 11 с .дополнительным валом 15 гайка 16 перемещается и через рычаг 14 изменяет положение шарика вариатора 6 относительно центра ведущего диска 8, а следовательно, и передаточное отношение вариатора. Скорость деформации плавно изменяется от одной сварочной ванны к другой до тех пор, пока значение последней не будет равной нулю (положение В) или критической (сварная точка с трещиной) за счет проскальзывания шарика 9 по ролику 11 вариатора. Растяги 7223 10 15 20 25 1. Установка для оценки технологиЗ 0 ческой прочности при сварке, преимущественно импульсной лазерной, содержащее сварочное устройство; приспособление для закрепления и деформирования испытываемого образца, силовойпривод и бесст пенчатый механизм регулирования скорости деформирования,ведущий элемент которого кинематичес"ки связан с силовым приводом, а ведомый - с приспособлением для закреп 40 ления и деформирования, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и точностииспытаний, установка снабжена одноплечим рычагом с двумя ползунами и45 дополнительным валом с ходовой гайкой, рычаг шарнирно закреплен на механизме регулирования, дополнительныйвал кинематически связан с ведомымэлементом, и на нем выполнен резьбо 50 вой участок, ползуны установлены нарычаге с возможностью процольного перемещения, один из ползунов кинематически связан с органом бесступенчатого регулирования механизма, а другой -5 В через гайку с реэьбовым участком дополнительного вала,2, Установка по п.1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что шарнир крепления одноплечего рычага установлен с вающее усилие, развиваемое приводом 5, ограничивают с помощью механизма 12. Максимальную величину усилия проскальзывания устанавливают механизмом 12 регулировки таким образом, чтобы предотвратить разрушение сварной точки при температурах, ниже ТИХ,Величина усилия проскальзыванияРмакс =(в" Кгде 3- временное сопротивление раз"рыва испытуемого материалапри температуре, равной0,8 т.пл., Па;К - коэффициент равный 0,6-0,7для определения допустимыхнапряжений среза;Г - площадь поперечного сеченияединичной сварной точки, м;Р; Р,- максимальная величина усилияпроскальзывания, Н.Например, для никеля и его сплавов при Т = 0,8 т.пл. = 1100 С, временное сопротивление разрыва 8 = ЗС МПа; При испытаниях на режимах М = 10 Дж, ьГ = 0; Т = 4 мс площадь поперечного сечения сварной точки Р = 0,25 мм, следовательно, Рмас 4 30. 0,25 47,5 Н, Увеличение усилия Р больше расчеткаксного приводит к разрушению сварной точки при температурах, ниже ТИХ, что не обеспечивает возможности опре" деления критической скорости деформа" ции в заданном диапазоне температур. Максимальная скорость деформации достигается, когда передающий шарик 9 находится в положении А, а минимальная (равная нулю) - в положении В. За счет изменения длины рычага 14, т.е. места закрепления его опоры на корпусе вариатора 6, можно регулировать время перемещения шарика 9 из положения А в положение В, задавая соответствующее ускорение (отрицательное), Чем длинее глечо рычага 14, тем медленнее изменяется скорость. Точность определения критической скорости деформации зависит от частоты следования импульсов ОКГ 25 и от ус-. корения (отрицательного) перемещения подвижной пластины 23. Например, для испытания на установке "Квант" с частотой 0,5 Гц при точности определения критической скорости деформации 2 10 м/с ускорение составляет 1 10 4 м/с.Уменьшаются затраты времени и материальных средств при определении свариваемости материалов, а также объем исследований на наличие трещин металлографическим анализом и количество механических испытаний. Формула изобретения,Составитель М.БуйновТехред Л,Олийнык Корректор М,Демчик Редактор Л.Пчолинская Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб д, 4/5Заказ 4845/38 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1427223 6 возможностью перемещения в плоскости механизм регулирования скорости дерасположения рычага и дополнительного формирования снабжен устройством для вала. ограничения усилия, прикладываемого3; Установка по п. 1, о т л и ч а " к испытываемому образцу, ю щ а я с я тем, что бесступенчатый5