Способ соединения внахлест листов из алюминия и стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК аю 5 Ые 1818188 А 1(я)5 В 23 К 20/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ следнего. На стальной детали выполняют канавки с прямоугольным и трапецеидальным, с расширением к основанию участками. На основаниях канавок выполняют треугольные выступы. Глубина прорези в выступе алюминиевой детали равна длине боковой грани треугольного выступа. Глубина прямоугольной части канавки составляет 0,35-0,65 высоты прямоугольного выступа, Угол наклона между боковыми гранями треугольного выступа в основании канавки выполняют в пределах 45 - 70. Наклонные стенки канавки и боковые грани треугольного выступа параллельны, расстояние между ними равно половине ширины выступа алюминиевой детали. Способ исключает образование неплотностей в зонах. сопряжения канавок и выступов соединяемых поверхностей, что позволяет получить плотное и качественное соединение внахлест листов из алюминия и стали. 3 ил., 3 табл,алюминия, нижняя деталь треугольным выступом - из ширина прямоугольного вы миниевой детали (соответств прямоугольной части канавк детали); Ь - глубина прямоу канавки на стальной детали; моугольйого выступа на алю ли; на фиг.2 - момент нач совмещения, защемления и с на фиг,3 - момент окончани щемления и сварки и получ изделия иэ алюминиевой и лей. лению прямо ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР Ь 371043, кл, В 23 К 20/00, 1971.Техника и наука, 1983, М 11, с.29, (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ВНАХЛЕСТ ЛИСТОВ ИЗ АЛЮМИНИЯ И СТАЛИ (57) Использование: в химическом и общем машиностроении, электротехнической и электронной промышленности при соединении внахлест листов иэ алюмйния и стали.Сущность изобретения: на поверхности алюминиевой детали выполняют выступы прямоугольной конфигурации с шириной равной 0,45-0,6 их высоты и с прорезью посредине торца на всем протяжении поИзобретение относится к способам соединения листов алюминия и стали защемлением с элементами холодной сварки и может быть использовано в химическом и общем машиностроении, электротехнической и электронной промышленности,Целью изобретения является повышение качества соединения внахлест листов алюминия и стали путем исключения образования неплотностей в зонах сопряжения канавок с выступами.На фиг.1 показаны подлежащие защеми сварке детали (верхняя деталь с угольным выступом выполнена иэ с канавкой и стали) где а - ступа на алюенно, ширина и на стальной гольной части Ь - высота пряминиевой детаала операции варки деталей; я процесса эаения готового стальной дета 1818188Реализация предложенного способаосуществляется следующим образом. Налистах алюминия путем прокатки, литья илифрезерования выполняют выступы прямоугольной формы с прорезью посредине на 5всем протяжении выступа, а на стальныхлистах путем прокатки, литья и фрезерования выполняют равнообъемные канавкипрямоугольной формы с расширением к основанию, на котором выполняют треугольный выступ в соответствии с фиг.1 - 3, затемсоединяемые детали изделия, после соответствующей очистки и обработки сопрягаемых поверхностей, совмещают и прессуют.В процессе прессования более мягкий прямоугольный выступ алюминия, упираясь отреугольный стальной выступ на дне канавки, под действием усилия прессованиядеформируется и перемещается по поверхности треугольного более твердого выступа, при этом за счет сил трения исопутствующей прессованию деформации металлов (особенно алюминия) возникают очаги (элементы) холодной сварки.Одновременно с этим в процессе дальнейшего прессования происходит, поддействием заостренного треугольного выступа надне канавки, разделение прямоугольноговыступа на две части, каждая из которыхдеформируется и запрессовывается в соответствующую нишу канавки. В результатеэтого процесса образуется соединение,прочность и надежность которого обусловливается наличием защемления с элементами холодной сварки металлов, На 35подготовительном этапе при отсутствии необходимости серийного производства выступы и канавки на подлежащихсоединению деталях могут быть выполненыпутем фрезерования, При широком серийном производстве формирование выступови канавок может быть выполнено путем отливки деталей, подлежащих соединению, споследующей механической обработкойкромок в зонах сопряжения выступов и канавок. Прямоугольные выступы могут бытьсформированы и путем прокатки или литья,а канавки путем литья или прокатки прямоугольной части с последующим фреэерованием расширенной части канавок. 50Ниже приведены примеры реализациипредложенного способа и анализ полученных опытных данных, на основании которыхданы наиболее целесообразные усредненные соотношения размеров выступов и канавок, которым отдается наибольшеепредпочтение при использовании предложенного способа,Количество швов соединения (количество выступов и канавок). обеспечивающих плотное и достаточно прочное соединениелистов алюминия и стали при использовании предложенного способа определяется вкаждом конкретном случае исходя из конкретных заданных условий работы и характера нагрузки данного соединения.П р и м е р 1. Для сварки алюминиевогои стального листов размерами 200 х 300 мм,толщиной соответственно 10 и 20 мм, наалюминиевом листе были выполнены фрезерованием прямоугольные выступы шириной 3 мм и выстой 6 мм, а на стальном листеканавки с шириной, равной ширине выступов и углом наклона боковых стенок канавокв их расширенной части, равным 60. Прямоугольные выступы были разрезаны посредине вдоль на всю длину фрезой,заточенной по радиусу во избежание появления трещин в развитие разреза, на глубину 4 мм, что соответствует длине боковойграни треугольного выступа на дне канавки.Всего было выполнено пять выступов иканавок по всей ширине заготовок с расстоянием между ними 68 мм и краями по 4 мм.Затем заготовки были совмещены по выступам и канавкам и прессовались.Исследование сварных швов, полученных при этом, показало, что канавки равно-.мерно заполнены металлом швов беззазоров, при этом дефектов на поверхностиалюминиевой детали не обнаружено.П р и м е р 2. Для сварки алюминиевогои стального листов толщиной 12 и 25 мм сразмером 400 х 500 мм были выполненывыступы на алюминиевом листе и канавкина стальном листе по примеру 1 с угломнаклона 45, После прессования было проверено качества сварки швов и поверхностиполученного изделия, При этом заполнениешва было полным, деформации на поверхности сваренных листов не обнаружено.П р и м е р 3, Для сварки алюминиевогои стального листов размером 250 х 300 ммтолщиной 15 и 25 мм соответственно, быливыполнены выступы на алюминиевом и канавки на стальном листе по примеру 1 суглом наклона 70. Проверка сварного швапоказала, что нарушений в шве и на поверхности изделия не имеется,Данные других примеров приведены втабл.1 - 3.Анализ опытных данных, приведенныхв примерах 1, - 3, а так же в табл. 1 - 3,показывает, что при малых значениях отношения б/Ь вследствие возникающей в начальный период прессования некоторойдеформации выступа (выступ высокий и узкий) имеет место неплотное соединение.При этом возможно появление некоторойчасти металла выступа между плоскостями .Результаты опытных данных Неплотное соединение, наличие заметных вмятин То же Плотное соединение, отсутствие вмятин То же0,350,40,450,50,60,70,8 Недостаточно надежное защемление, неполное заполнение канавки Недостаточно надежное защемлениесоединения, обуславливающее наличиевмятин на поверхности алюминия (на болеемягком металле). Аналогичное явление наблюдается и при малых значениях отношения Ь/и и малых значениях угла заострения 5треугольного выступа. В то же время, прибольших значениях отношений б/Ь, Ь/й иугла заострения треугольного выступавследствие. недостаточно полного заполнения канавки так же имеет место ненадежное 10защемление и вызванные этим снижениепрочности соединения,Опыт показывает, что наиболее удовлетворительные результаты получаются приследующих усредненных значениях указанных соотношений и угла заострения: а/и=(0,45 - 0,6), Ь В = (0,35 - 0,65) и угол: 45 - 70,При этом достигается достаточно плотное качественное соединение листов без,наличия заметных вмятин на поверхности 20алюминия, обеспечивающее вместе с темнадежную прочность.Таким образом, при использованиипредложенного, способа интегрально достигается высокое качество соединения, 25обусловленное совместным действием эащемления и элементов холодной сварки.Как видно из изложенного, использование предложенного способа позволяет получить плотное и прочное соединение 30алюминиевых и стальных деталей без нару- ., шения поверхностей изделия.При необходимости, в ответственныхслучаях соединения деталей по предложенному. способу швы изготовляют и по длине 35 и по ширине во взаимно перпендикулярных направлениях.Предложенный способ может быть использован и при соединении других разнородных металлов и пластичных материалов,Ф ор мул а и зоб рете н и я Способ соединения внахлест листов из алюминия и стали, включающий выполнение выступов на листе из алюминия, выполнение равнообъемных им канавок на листе из стали, сопряжение выступов с канавками и последующее прессование листов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества соединения путем исключения образования неплотностей в зонах сопряжения выступов с канавками, выступы выполняют прямоугольными с шириной, равной 0,45 - 0,6 их высоты, и с прорезью посредине торца на всем протяжении последнего, канавки выполняют с прямоугольным и трапецеидальным с расширением к основанию участками, на основаниях канавок выполняют треугольные выступы с углом между боковыми гранями 45 - 70, причем наклонные стенки канавки и соответствующие боковые грани треугольного выступа параллельны, и расстояние между ними равно половине ширине прямоугольного выступа, глубина прорези в прямоугольном выступе равна длине боковой грани треугольного выступа, профиль прямоугольной части канавки соответствует профилю прямоугольного выступа, а ее глубина составляет 0;35 - 0,65 высоты прямоугольного выступа.1818188 Таблица 2 Таблица 3 Результаты опытных данных Угол на выступе,град35 90 40 45 50 60 70 80 Неплотное соединение, не надежное защемление и не полное заполнение канавки То же Плотное соединение, надежное защемление и заполнение канавки То жеНе плотное соединение - не надежное защемление и заполнение канавки, снижение прочности То же1818188 ФИГ Чиг.з Составитель Г, Рекус Техред М. Моргентал Реда кто одна орректор С, Юско аказ 1918 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1