Устройство для принудительного формирования сварного шва

ОПН,.И. Е ИЗЬЬРЕТЕН ИЯ Совхоз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 733900 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. К,В 23 К 9/02 В 23 К 9/08 Государственный комитет Опубликовано 15.05.80. Бюллетень18Дата опубликования описания 25.05.80(53) УДК 621.791. .75.037 (088.8) до делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена(71) Заявительим. А. В. Лыкова АН Белорусской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ СВАРНОГО ШВАИзобретение относится к сварке, в частности к устройствам для формирования сварного шва при сварке неферромагнитных материалов, и может быть использовано в машиностроительной и судостроительной промышленности.Известно устройство для уменьшения сварочных деформаций, в котором осуществляется плотное прижатие элементов сварных конструкций к технологической оснастке, сохраняющееся в течение всего времени сварки и до полного остывания свариваемых конструкций 11.Известно также применение в сварочной технике водоохлаждаемых зажимов, прижимов, облицованных башмаками для отвода тепла в технологическую оснастку Д.Однако за счет применения этих устройств можно добиться лишь частичного уменьшения сварочных деформаций. Свариваемые конструкции подвержены деформации и значительным напряжениям, ухудшающим качество сварных соединений.Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаеому результату является устройство для принудительного формирования сварного шва, выполненное в виде магнитопровода, состоящего из П-образного сердечника и обмотки. Сердечник устройства снабжен амортизаторами, а полюса его наконечников, являющиеся ударными площадками, смещены по высоте один относительно другого 13.Это устройство позволяет улучшить свариваемость металла, снять остаточные напряжения, не дает возможности возникновению холодных трещин, то есть повышает прочность шва.10 Однако это устройство можно применитьлишь при сварке ферромагнитных материалов. Для сварки неферромагнитных материалов его применить невозможно, так как полюса наконечников сердечника не будут коле баться.Цель изобретения - поддержание температурного режима и устранение остаточных деформаций сварных швов путем их проковки при сварке неферромагнитных материалов и повышения качества праковки 20 сварного шва.Это достигается тем, что устройство дляпринудительного формирования сварного шва, содержащее П-образный сердечник с ударными площадками на его полюсах, снаб3 10 1 й 29 39 формула изобретения 3женный амортизаторами, и обмотку, снабжено ферромагнитной подкладкой, выполненной в виде двух параллельных тепловых труб,соединенных ферромагнитной вставкой ирасположенных по обе стороны от продольной оси устройства под ударными площадками, выполненными в виде роликов.На фиг. 1 представлно описываемое устройство; на фиг. 2 - то же, вид по стрелке А;на фиг. 3 - вид по стрелке Б.Устройство содержит П-образный сердечник 1 с обмотками 2. Полюса наконечников сердечника 1 являются ударными площадками, выполненными в виде роликов 3.Сердечник 1 снабжен амортизаторами 4 иустанавливается вдоль свариваемого шва 5.Под соединяемыми деталями 6 размещается ферромагнитная подкладка 7, выполненная в виде двух параллельных тепловых труб8, размещенных по обе стороны от продольной оси устройства и сделанных из материала, имеющего высокую теплопроводность,например из меди. Тепловые трубы 8 соединены ферромагнитной вставкой 9.Устройство через каретку 10 установленона направляющих 11. Стрелкой (фиг. 1) показано направление движения устройствапри сварке.Выполнение ударных площадок 3 в видероликов позволяет уменьшить участок контакта с обрабатываемой поверхностью и темсамым повысить качество проковки сварногошва, Тепловые трубы 8, расположенные повсей длине свариваемого изделия, связанымежду собой ферромагнитной вставкой 9,которая может быть выполнена, например,полосой из низкоуглеродистой стали. Тепловые трубы 8 размещают относительно сварного шва таким образом, что их зоны испарения являются не стационарно-размещенными по длине трубы, а дублируют зонуразмещения сварки, т. е. зона испарения находится там, где большая температура, азоны конденсации - на противолежащихучастках труб. Такое выполнение подкладкиобеспечивает возвратно-поступательное перемещение ударных площадок 3 (вставка 9служит якорем) действием переменного электромагнитного поля и отвод потока тепла изобласти сварки с обеих сторон шва (т, е.наиболее опасно термическое воздействиев зоне свариваемых деталей на расстоянии20 - 40 мм от оси шва), в область, размещенную перед сваркой (где наиболее низкая температура), что обеспечивает предварительный подогрев материала перед сваркой, снижает напряженностью и деформации в зонесварки.Устройство работает следующим образом,Сваривают детали 6, образуя шов 5.Одновременно на клеммы обмотки 2 подаютпеременный электрический ток, которыйвозбуждает в сердечнике 1 электромагнитный поток, замыкающийся в контур черезферромагнитную подкладку 7,4Вследствие изменения вектора магнитного потока полюса наконечников колеблются и ударными площадками, т, е. роликами 3, деформируют поверхность наплавленного шва, Одновременно происходит интенсивный теплоотвод от зоны сварного шва и равномерное распределение тепла вдоль шва при помощи рабочих зон тепловых труб 8.Ролики 3 смещены один относительно другого на величину 3, которая определяется по формуле 3(-, где Ь - высота общей деформации шва.Смещение роликов 3 на величину Ьобеспечивает одинаковое воздействие нагрузо:. при деформации шва.Амплитуда колебаний регулируется при помощи амортизатора 4.Посредством каретки 10, установленной на направляющих 11, устройство передвигается по мере передвижения сварочного инструмента.Устройство позволяет обеспечить плавную регулировку усилия и частоту ударов за счет изменения электрических величин питающей сети (напряжение 24 - 220 В и частота от 50 Гц и выше).Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в том, что повышается качество деформируемого шва, за счет поддержания теплового режима, ликвидация остаточных деформаций и холодных трещин, повышается прочность сварного шва, уменьшаются затраты на правку свариваемых конструкций. Устройство для принудительного формирования сварного шва, содержащее П-образный сердечник с ударными площадками на его полюсах, снабженный амортизаторами, и обмотку, отличающееся тем, что, с целью поддержания температурного режима и устранения остаточных деформаций сварных швов путем их проковки при сварке неферромагнитных материалов и повышения качества проковки сварного шва, устройство снабжено ферромагнитной подкладкой, выполненной в виде двух параллельных тепловых труб, соединенных ферромагнитной вставкой и расположенных по обе стороны от продольной оси устройства под ударными площадками, выполненными в виде роликов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Федин А. П. Сварка, наплавка и резка металлов, М., Высшая школа, 1977,с, 32.2,Авторское свидетельство СССР182268, кл. В 23 К 37/04, 1964.3. Авторское свидетельство СССР500942, кл. В 23 К 19/00, 1974 (прототип).альнов Составитель Г Техред К.Шу Тираж 1160ПИ Государственного комитделам изобретений и от Москва, Ж - 35, Раушская П Патент г. Ужгород, ул