Способ рельефной сварки т-образных соединений

-ОБРА еталеи но поз о- с Щаривае скую и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ РЕЛЬЕФНОЙ СВАРКИНЫХ СОЕДИНЕНИЙ(57) Изобретение предназначенконтактной рельефной сварки дс криволинейной поверхностью.Оляет расширить номенклатуру свмых деталей и увеличить статиче динамическую прочность соединения.Наповерхности одной детали выполняют переменного профиля канавку, а на другой детали выполняют ответный рельефпри этом ширину детали с рельефомопределяют по зависимости В = Во ++ 2 а + К В (Ь + а) при Ь ) О,где В - ширина канавки на глубинеЬ, мм; а - высота рельефа, мм; К -коэффициент пропорциональности, определенный экспериментально и равныйК = (3-5) 10. оф 1/мм, где с - толщина детали с рельефом, мм. Детальс рельефом вдавливают в канавку другой детали. Превьппение величины Вотносительно В создает стрелу пргиба. Этим достигается равномерноераспределение давления и сварочноготока по периметру шва. 5 ил. 2 табл.68135 2тающей как сжатая пружина, так какдеформация произошла в упругой области.5П р и м е р. Приварка лопатки кколесу гидротормоза тяжелонагруженных машин.В колесе гидротормоза выполняюткольцевую канавку 2, которая в сечении имеет форму сегмента высотойВ=15 мм и дугой радиусом 15 мм. Деталь 3 - лопатки толщиной д= 1 ммимеет полку, на которой выштамповывают сплошной рельеф 4 высотойа = 1 мм. Ширину лопатки В определяют по выражению 1 13Изобретение относится к способам контактной рельефной сварки с образованием Т-образного сварного соединения деталей и предназначается преимущественно для рельефной сварки деталей с криволинейной поверхностью, например для колес гидротормозов тяжелонагруженных машин.Целью изобретения является расширение номенклатуры свариваемых детелей и,повЬппение прочности сварно, го соединения.На фи 1 . 1 изображена схема установки деталей; на фиг.2 - схема рельефной Т-образной приварки детали с рельефом к канавке другой детали; на фиг,3 - схема начального момента рельефной сварки; .на фиг.4 - схема сварного соединения; на фиг.5 - ха- Ррактер изменения усилий сжатия в зо-не контакта рельеф - канавка.Способ заключается в следующем.На торцовой поверхности датели 1 выполняют канавку 2 шириной В, которая изменяется по высоте канавки Ь, На поверхности другой детали 3 выполняют рельеф 4 высотой а, которая зависит от толщины детали дф. Ширину детали с рельефом В выполняют переменной по профилю канавки и.изменяют ее от дна канавки к ее торцовой поверхности по зависимости В = В,+ 2 с+ КВ,(Ь+ а) при Ь 0,где К: - коэффициент пропорциональности, определенный экспериментально и равный К = (35) х +10 , ф 1/мм ,Деталь 3 с рельефом под действием сварочного электрода 5 контактной машины вдавливают в канавку 2. За счет превышения ширины В детали с рельефом относительно ширины В канавки образуется стрела прогиба 6 стенки детали 3.Процесс сварки осуществляется за счет прохождения сварочного тока через контакт 7 (рельеф - поверхность) и последующей осадки частично расплавившегося и потерявшего устойчивость рельефа 4, При этом участок рельефа 4, примыкающий к донной части канавки 2, получает усилие осадки за счет давления, создаваемого, электродом 5, а участки рельефа, примыкающие к боковым поверхностям канавки 2, получают осадку за счет выпрямления стрелы прогиба 6, рабоВ = В + 2 а + К В,(Ь + а),где К=4 х 10-2 20 Результаты расчета приведены в табл.1.Сварку производили на контактноймашине для точечной сварки МВТУ на следующих режимах: Сварочный ток 30 кА,.Усилие сжатия 900 кг;Усилие осадки 900 кг;Время сварки 1,0 с,Деталь 3 - лопатку устанавливаютв верхний электрод 5 контактной машины. При включении привода верхнийэлектрод 5 совместно с лопаткой, перемещаясь вниз, входит в канавку 235колеса. Поскольку ширина лопаткибольше соответствующей ей ширины канавки 2, то под действием сжимающего усилия реакций боковых стенок40 канавки колеса лопатка получает усилия сжатия, превышающие критические. (Критическая нагрузка, приводящая к потере устойчивости стальнойпластины размером 10 х 30 х 1, поформуле Эйлера составляет Р " 350 кг)В результате лопатка теряет устойчивость и деформируется с образованием стрелы прогиба 6, создавая дополнительное усилие прижатия релье 50фа к поверхности канавки. В результате образованы два источника прижатия рельефа к поверхности канавки: 8 от действия электрода 5 и 9от действия стрелы прогиба 6. Ре 55зультирующее усилие сжатия 10 отдействия двух источников не выходитза пределы диапазона усилия сжатия,обеспечивающего качественное сварноесоединение. При прохождении сварочТаблица 1 Шириналопатки В,Ширинаканавки ВысотаканавкиЬ, мм 6,9 4,9 32,2 10 30 з 13681 ного тока через контакт 7 рельеф - канавка происходит совместный их нагрев и частичное расплавление металла в зоне 11. Под действием результирующего действия сжимающего5 усилия 10 происходит осадка рельефа 4 по всему периметру канавки. Нижняя часть лопатки получает осадку за счет хода верхнего электрода 5 вниз, а боковые поверхности лопатки - за счет выпрямления стрелы прогиба б.Механические испытания сварного соединения лопатки с колесом гидро- тормоза показали его высокую статическую и динамическую прочности при значении коэффициента К = (35) х х 10 1/мм.Результаты испытаний по определению значений коэффициента К для лопатки толщиной сР = 1 мм приведены в табл.2. Металлографическое исследование по 2 б казало образование сплошной литой зоны по всему периметру соединения лопатки с канавкой колеса.Проведенные исследования позволяют сделать вывод о, том, что данный способ рельефной сварки Т-образных соединений по криволинейным поверхностям позволяет получить сварное соединение, обладающее высокой статической и динамической прочностью, и может быть использован при изготовлении колес гидротормоэа тяжелонагруженных машин.Способ имеет следующие преимущества по сравнению с известными: позволяет увеличить статическую и динамическую прочности сварного соединения, дает воэможность получения сплошного сварного Т-образного соединения криволинейных поверхностей, снижает трудоемкость изготовления сварного соединения за счет исключеЭ ния операции сборки деталей перед сваркой. ф о р м у л а изобретения Способ рельефной сварки Т-.образных соединений, включающий выполнение на торцовой поверхности одной иэ деталей канавки, а на поверхности другой детали - рельефа, по которому осуществляют приварку этой детали, о т л и ч .а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения номенклатуры свариваемых деталей и повышения прочности сварного соединения, канавку выполняют по высоте переменного профиля с уменьшением ширины в сторону дна, а деталь с рельефом выполняют ответного профиля с превышением ширины канавки и определяют ширину ее по зависимости В = В + 2 а + К В (Ь + а) при Ь ) О,ширина детали с рельефом, мм;высота рельефа, мм;ширина канавки на глубинеЪ, мм;коэффициент пропорциональности, равный К = (35) .10 хх 4 1/мм, где д - толщинадетали с рельефом, мм.1368135 Прочность сварного соединения СтатическаяЙ ст., кг 0 0 50/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгор тная, 4 л.П Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретений 113035, Москва, Ж