Способ контактной сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9 В 23 ЕТЕНИ ИСАНИЕ 6 25-27 КТНОЙорки,бжимачной ммпульсоарочно СВАР- жатия ющим шинь сва- сое 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Орлов Б. Друдование контактстроение, 1975, с.3енко, В. А. Попковский В. Поддубский, О. В. Ива ров и В. М. Порукевич машиностроительный ин 8.8)(54) (57) 1. СПОСОБ КОНТА КИ, включающий операции с соединяемых деталей между втулками и электродами свар нагрев соединяемых деталей и рочного тока, охлаждение с 80113558 динения и снятие сжимающих усилий, отличающийся тем, что, с целью повышения усталостной прочности сварных соединений, после операции сжатия соединяемых деталей между обжимающими втулками перед сжатием их между электродами сварочной машины с одной стороны сварного соединения по крайней мере одну из соединяемых деталей деформируют в направлении оси электродов по кольцевой поверхности, расположенной между зонами сжатия электродами и втулками.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что внутренний диаметр кольцевой поверхности, по которой производят одностороннее деформирование соединяемых деталей, выбирают равнь 1 м 0,6 - 0,8 внутреннего диаметра кольцевой поверхности, по которой производят сжатие втулками.Изобретение относится к сварке и может быть использовано при изготовлении ответственных конструкций контактной сваркой,Известен способ контактной сварки, включающий операции сборки, сжатия соединяемых деталей между обжимающими втулками и электродами сварочной машины, нагрев соединяемых деталей импульсом сварочного тока, охлаждение сварного соединения и снятие сжимающих усилий 1.Недостатком известного способа является низкая усталостная прочность сварных соединений, обусловленная наличием растягивающих остаточных напряжений в около- точечной зоне свариваемых деталей.Цель изобретения - повышение усталостной прочности сварных соединений.Поставленная цель достигается тем, что при способе контактной сварки, включающем операции сборки, сжатия соединяемых деталей между обжимающими втулками и электродами сварочной машины, нагрев соединяемых деталей импульсом сварочного тока, охлаждение сварного соединения и снятие сжимающих усилиЙ, после операции сжатия соединяемых деталей между обжимающими втулками перед сжатием их между электродами сварочной машины с одной стороны сварного соединения по крайней мере одну из соединяемых деталей деформируют в направлении оси электродов по кольцевой поверхности, расположенной между зонами сжатия электродами и втулками,При этом внутренний диаметр кольцевой поверхности, по которой производят одностороннее деформирование соединяемых деталей, выбирают равными 0,6 - 0,8 внутреннего диаметра кольцевой поверхности, по которой производят сжатие втулками.Введение дополнительной операции деформирования сварного соединения с одной стороны в направлении оси электродов по кольцевой поверхности, расположенной между электродом и обжимающей втулкой, и выполнение этой операции после сжатия соединяемых деталей между силовыми пуансонами обеспечивают растяжение области, прилежащей к сварной точке, в радиальном по отношению к точке направлении. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает выполнение сварного соединения при растяжении по крайней мере одной из соединяемых деталей в радиальном направлении. Это приводит к тому, что после снятия деформирующего усилия и освобождения свариваемых деталей от закрепления в обжимающих втулках снимаются и наведенные деформирующим усилием растягивающие радиальные напряжения. Происходит процесс перераспределения остаточных напряжений, обусловленных воздействием термического цикла сварки, и в околоточечной зоне снижается уровень растягивающих 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 остаточных напряжений, в результате чегоповышается усталостная прочность сварного соединения.. При внутреннем диаметре кольцевой поверхности, по которой производят одностороннее деформирование соединяемых деталей, меньшем чем 0,6 внутреннего диаметраобжимающих втулок наряду с равномернораспределенными по толщине радиальныминапряжениями в соединяемых деталях впроцессе их деформирования возникаютзначительные напряжения изгиба, резкоснижающие эффективность процесса перераспределения термических напряжений иухудшающие качество сварных соединенийиз-за остаточного искривления поверхностейсоединяемых деталей,Если внутренний диаметр кольцевойповерхности, по которой производят одностороннее деформирование, больше чем0,8 внутреннего диаметра обжимающейвтулки, резко увеличивается величина необходимого усилия деформирования, что может вызвать разрушение свариваемых деталей.На фиг. 1 показана схема предлагаемогоспособа контактной точечной сварки; нафиг. 2 - схема способа контактной рельефной Т-образной сварки.Способ осуществляется в следующей последовательностии,После сборки свариваемые детали 1 и 2(или деталь в случае рельефной сварки)сжимают между обжимающими втулками 3и 4 усилием Р, в результате чего происходит закрепление свариваемых деталей,препятствующее перемещению точек, находящихся за пределами закрепленного контура, в радиальном по отношению к сварочной точке направлении. После закреплениясвариваемых деталей 1 и 2 (или деталь 1в случае рельефной сварки) производятдеформирование их с одной стороны усилиемР, передаваемым посредством пуансона 5на кольцевую поверхность, внутренний диаметр с 4 которой выбирают из соотношенияд, = (0,6 - 0,8) с 1,где 0 - внутренний диаметр обжимающих втулок. В процессе воздействия одностороннего деформирующегоусилия Р на закрепленные свариваемые детали 1 и 2 (или деталь 1, в случае рельефнойсварки) в них возникают напряжения изгиба и радиальные равномерно распределенные по толщине растягивающие мембранныенапряжения, причем в случае выполненияусловия д = (0,6 - 0,88) д в центральной части соединяемых деталей преобладают мембранные напряжения при незначительныхнапряжениях изгиба.После окончания операции одностороннего деформирования производят операциисжатия в случае контактной точечной сварки деталей между электродами 6 и 7 сварочной машины и нагрева их импульсом1135580 Та блица 1 Толщина свариваемых деталей, мм Предел выносливости при симВнутреннийдиаметр обУсилие од- носторонметричном цикле нагружения,кг(мм 2 жимающеи втулки 3 него деформированияР, кг 0 0,5+0.50,5+1 8,70 171 8,35 256 8,2 342 1+1 0,5+0,50,5+1 171 260 10,7 256 585 10,85 342 1040 520 0,5+0,50,5+1 13,8 171 12,95 256 1170 14,15 342 2080 1+1 сварочного тока без снятия деформирующего усилия Р. Снятие сжимающих усилий осуществляют после кристаллизации металла сварочной точки, причем последовательность снятия сжимающих усилий может быть произвольной.Операция снятия растягивающих напряжений бр, обусловленных воздействием деформирующего усилия Р, выполненная после образования сварной точки, приводит к перераспределению остаточных термических напряжений, в результате которого существенно снижается уровень растягивающих термических напряжений,Использование изобретения позволяет .получить сварные соединения с более благоприятным распределением остаточных термических напряжений, и, следовательно, повысить их усталостную прочность. Экспериментально установлено, что при соотношении д:д меньшем 0,6 наблюдается значительный остаточный прогиб и искривление 10 соединяемых деталей, а также низкое влияние операции одностороннего деформироваПроведена также контактная Т-образная рельефная сварка цилиндрической детали с пластиной, предлагаемым способом. Обе детали изготовлены из малоуглеродистой стали. С целью получения сравнительных данных приведена сварка аналогичных соения на усталостную прочность. При соотношении д:д большем 0,8 возрастает требуемая величина усилия одностороннего деформирования Р и наблюдаются случаи разрушения соединяемых деталей от напряжений среза в процессе одностороннего деформирования.Величина усилия одностороннего деформирования Р и внутренний диаметр обжимающих втулок определяются экспериментально и увеличиваются с ростом толщины соединяемых деталей и модуля упругости свариваемого материала,Пример, Проводится контактная точечная сварка листов из малоуглеродистой стали, предусматривающая одностороннее деформирование после сжатия соединяемых деталей между обжимающими втулками. С целью получения сравнительных данных проведена сварка аналогичных соединений без одностороннего деформирования.Результаты, показывающие влияние операции одностороннего деформирования, представлены в табл. 1. динений без одностороннего деформирования. Результаты, показывающие влияние операции одностороннего деформирования, представлены в табл, 2.1135580 Та блица 2 Усилие одностороннего деформированияР, кг Толщина деформируемой детали,Опыт 8,45 171 256 8,4 1,5 342 8,37 171 260 8,51 9,42 256 342 10,13 1040 8,86 171 520 8,76 256 1170 1,5 342 12,12 2080 Использование изобретения позволит повысить усталостную прочность сварных соединений на 50 - 90%, что обеспечивает получение экономического эффекта,Данные табл. 1 и 2 показывают повышение усталостной прочности сварных образцов, прошедших одностороннее деформирование, по сравнению с образцами без него. Внутреннийдиаметр кольцевой эакрепляющей втулки Ю,мм Предел выносливости присимметричномцикле нагружения,кг/мм1135580 г. 4/5 ная Редактор О. ЮрковецкаЗаказ 10150/8ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП Составитель Г. ГанзбургТехред И. Верес КТираж 1086 ПГосударственного комитета ССлам изобретений и открытийква, Ж - 35, Раушская набПатент, г. Ужгород, ул. Про орректор И. МускаодписноеСР