Способ высокочастотной сварки плавлением

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 27. 07. 71 (21) 1685468/25-27 с присоединением заявки Мо Р 11 М Кп з В 23 К 13/00(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 07.01.831(54) СПОСОБ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ Изобретение относится к области сварки металлов токами высокой частоты, оно может применяться при изготовлении металлических изделий из листов различных толщин, в производстве биметаллических пластин, полос, труб и трубных заготовок, а также при наплавке, заварке отверстий, ремонте и т.д.10Известен способ высокочастотной сварки плавлением, при котором свариваемые кромки собирают параллельно друг другу и подводят к ним ток высокой частоты.При этом заполнение зазора произ" 15 водится за счет присадочного металла, который подается в него. Это приводит к значительной величине зазора (минимум 10-20 мм), а следовательно, к большим электрическим мощностям для переплавления большого количества присадочного металла, к малой скорости сварки, широкой зоне нагрева и т,д, Кроме,того значительные размеры ванны расплавленного металла 25 и ее небольшая кривизна приводят к тому, что тепловыделение в ванне незначительно отличается от тепловыделения в кромках вследствие проявления так называемого катушечного эффекта, 30 т.е. практически отсутствует преиму-,щественный нагрев ванны расплавленного металла,С целью повышения скорости оплавления и снижения расхода электрической энергии зазор между свариваемымикромк ми выбирают соизмеримым с величиной глубины проникновения тока внагретый свариваемый металл, но непревышающим двадцатикратного значения этой величины. При этом процесссварки ведут от места, где кромкипредварительно замкнуты между собой,а заплавление зазора осуществляютза счет тепловыделения в результатепроявления катушечного эффекта.Катушечный эффект заключаетсяв том, что в проводнике по определенному радиусу, плотность тока высокойчастоты, текущего по внутренней поверхности, увеличивается с уменьшевием радиуса изгиба проводника. Приочень малом радиусе закругления (вваннах небольшого размера) плотностьтока на поверхности ванны значительнобольше, чем на поверхности проводника и преимущественное тепловыделениепроисходит в ванне расплавленногометалла и близлежащих участках поверхности кромок. Металл кромок (сраэнительно тонкий слой) после расплав"лвния стекает в ванну, в результатечего ванна быстро перемещается вдользазора, а кромки свариваются междусобой. Поскольку зазор между кромками мал, количество дополнительногометалла также должно быть небольшима в некоторых случаях его вообще может не потребоваться вследствие сближения свариваемых кромок под действием деформации сжатия сваренного 10шва, вызываемой его охлаждением.На фиг.1 показана схема осуществления предлагаемого способа сварки нафиг2 - то жв для кольцевого шва;на фиг.3 - то же с наклонным положением сварочной ванны.На Фигурах даны следующие обозначения: 1 - свариваемые изделия,2 - полэун удерживающий жидкий металл, 3 - контакты токопровода, 4 - 20сварочная ванна, 5 - сварной шов,б - место начала сварки, 7 - изделия,свариваемые кольцевым швом, 8 - изоляционная прокладка, 9 - изделия,свариваемые наклонным швом, 10 - индуктор, 11 - присадочный материал и12 - подкладка. Стрелками показаноусловное направление токаСвариваемые изделия 1 (см. Фиг.1)собирают так, чтобы между ними ос- З 0тался минимальный зазор, обеспечивающий его электрическую прочность приподводе тока высокой частоты, соизмерикый с величиной глубинь проникновения тока в нагретый сваривавмыйметалл, но не превышающий двадцатикратного значения этой величины, Вместе б начала сварки, иэделия соединяют, обеспечивая хороший электрический контакт. Ток высокой частоты подводят к кромкамконтактами 3 или индуктором 10 (см. Фиг. 3) так, чтобыон протекал через место начала сварки,где кромки замкнуты межцу собой. Прималом зазоре в месте контакта проявляется катушечный эффект и поверхности кромок плавятся. Расплавленныйметалл, не имея воэможности вытечьблагодаря наличию электромагнитнопрозрачных полэунов 2, стекает вванну и, заполняя зазор, кристаллизуется. Ванна быстро движется вверх,оставляя за собой сварной шов. Сварка может производиться как без движения токопровадов и полэунов, так ипри движении их вдоль шва. 55При сварке кольцевого шва (см,Фиг. 2) расплавленный металл выходане имеет и здесь полэуны не нужны.Свариваемые иэделия 7 могут бытьсплошными или полыми (например, две 60трубки). Здесь непрерывный процесс сварки осуществить невозможно, так как нельзя ввести контакты внутрь зазора. При большей длине одновременно свариваемого шва, например при сварке двух трубок, одна внутри другой, для уменьшения раэвара шва можно применять охлаждение во время нагрева и сварки,При малом зазоре между кромками трудно достичь постоянства этого за-. зора. Поэтому в зазор может быть введена изоляционная прокладка 8 легкоплавкого материала, например иэ стеклоткани, которая при расплавлении одновременно может служить флюсом, предохраняющим металл от окисления.1Возможно осуществление предлагаемого способа при.гориэоитальном и наклонном положении сварочной ванны. Свариваемые иэделия 9 (см. Фиг.3) с одной стороны, в данном случае снизу, в месте б начала сварки замыкаются между собой с помощью дополнителъной подкладки 12. При движении токоподвода ток захватывает и оплавлявт участки кромок, ванна принимает наклонное .положение и выходит наружу иэделия с одной стороны, Токоподвод при этом удобно производить индуктором 10, так как при этом нужен ток большей величины (при меньших напряжениях). Поскольку металла кромок может не хватить, для заполнения зазора в сварочную ванну может вводиться присадочный материал 11 в небольшом количестве сбоку, напримерчерез полэуны. Для повышения качества соединения процесс можно вести в вакууме, в среде защитных газов или с использованием Флюсов.Формула изобретенияСпособ высокочастотной сварки плавлением, при котором свариваемыв кромки собирают параллельно друг другу и к ним подводят ток высокой частоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения скорости оплавления и снижения расхода электрической энергии, зазор между свариваемыми кромками выбирают соизмеримым с величиной глубины проникновения тока в нагретый свариваемый металл, но нв превышающим двадцатикратного значения этой величины, процесс сварки ведут от места, где кромки предварительно замкнуты между собой, а заплавлвние зазора осуществляют эа счет тепловыделения в результате проявления катушечного эффекта.396938 0725/3 Тираж 1104 П ВНИИПИ Государственного хомите по делам изобретений и открыти 13035, Москва, Ж"35, Раушская наодписное та СССР ака д,4/5 Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 едактор Е.Эубиетова Техред М. Костин Корректор Г.Огар