Способ холодной стыковой сварки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК с 58 4 В 23 К 20/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт электросварки им. Е,О. Патона и Всесоюзный научноисследовательский, проектно-конструк.торский и технологический институт кабельной промышленности(56) Баранов И.Б. Холодная сварка пластичных металлов, Л.: Машиностроение, 1969, с. 59-64..Сахацкий Г,П. Технология сварки металлов в холодном состоянии. Киев: Наукова думка, 199, с, 207-208.(54) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СТЫКОВОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к сварочной технике и может быть применено ЯО 1338992 Д 1 для холодной стыковой сварки прутковметалла, преимущественно биметаллических, например алюминиевых, покрытых медной оболочкой, предназначенных для последующего волочения черезфильеры. Целью изобретения являетсяповышение качества соединений. Междуполовинками 3 и 4 соединения пруткаобразуют участок 5 сдвига. Места свар-.ки радиально обжимают с образованиемкольцевых канавок 6. Это приводит ктому, что при последующем волочениибиметаллического (алюмомедного) прутка со сварным соединением с уменьшением его диаметра несмотря на значительное удлинение мест сварки с оголением алюминиевого сердечника иучасткасдвига, обрывов прутка не .происходит, потому что в любом поперечном сечении сварного соединения прутка сохраняется частичное медное покрытие. 1 з.п. ф-лы,16 ил.1 133899Изобретение относится к сварочнойтехнике и может применяться для холодной стыковой сварки прутков металла, преимущественно биметаллических,например алюминиевых, покрытых меДной оболочкой, предназначенных дляпоследующего волочения через фильеры.Цель изобретения - повышение качества соединения, 1 ОНа фиг. 1 показана схема соединения,концов алюмомедных прутков, выполненного по предлагаемому способу;на фиг. 2 - образец сварного соединения прутка после холодного волочения 15до диаметра готовой проволоки; нафиг. 3 - подготовленные к соединениювстык концы алюмомедных прутков; нафиг. 4 - схема холодносварного стыкового соединения концов алюмомедных 20прутков; на фиг. 5 - холодносварноестыковое соединение алюмомедных прутков после удаления грата; на фиг, 6 -схема дополнительного осевого деформирования со сдвигом; на фиг. 7 - 25то же, после удаления грата; нафиг. 8 - алюмомедный пруток после радиального обжатия сварного соединения;на фиг, 9 - схема радиального обжатия сварного соединения с утонением 30прутка; на фиг. 10 и 11 - плашки дляхолодной стыковой сварки; на фиг. 12 -полуплашки для последовательных радиальных обжатий полученного сварного соединения; на фиг. 13 - то же,второй вариант," на фиг. 14 - графикдля определения оптимальной величинысдвига при осевом деформированиипрутка," на фиг. 15 - зависимость количества качественных соединений в 40процентах От Общего количества выполненных соединений От величины углаконусности при деформации прутка сосдвигом; на фиг. 16 - зависимость количества качестВенных сВарных соеди 45нений от величины утонения пруткав местах сварки,Способ осуществляется следующимобразом.Дпя получения качественного свар- бОного соединения алюмомедных прутков,состоящих из алюминиевых сердечников1, покрытых сплошными медными оболочками 2, половинки 3 н 4 соединенияразделены участком 5 сдвига, места дбсварки радиально обжимаются с образованием кольцевых канавок 6 обжатия(фиг, 1). Это приводит к тому, чтопри последующем волочении биметалли-,2 2ческого (алюмомедного) прутка со сварным соединением с уменьшением его диаметра, например с 8 до 1,78 мм и менее, несмотря на значительное ,удлинение мест сварки с оголением алюминиевого сердечника и участка сдвига (фиг, 2), обрывов прутка не происходит, потому что в любом поперечном сечении сварного соединения прутка сохраняется частичное медное покрытие,Перед сваркой по предлагаемому способу концы 7 и 8 алюмомедных прутков (фиг. 3) подготавливаются известными способами, например зачисткой их торцов кардощеткой. После их размещения и закрепления в ручьях плашек с вылетом, равным (1,2-1,5)й, где йисходный диаметр прутка, концы прутков сдавливают усилием Р до образования грата 9 (фиг. 4), содержащего вытесненную часть алюминиевого сердечника и медное покрытие. Освободив соединенные прутки из плашек 10 и 11 (фиг. 10) и удалив грат, получают кольцевое соединение алюминиевого сердечника прутка с нарушенной медной оболочкой в виде кольцевого пояска 12 (фиг. 5). Полученное сварное соединение прутка дополнительно деформируют вдоль оси прутка под действием силы Рна длине 1, выбранной экспериментально в пределах (0,20,9)й, со сдвигом одной половины сечения прутка относительно другой и с образованием грата 13 и 14 сдвинутых "половинок" участка соединения. Величину участка 15 сдвига и направления 16-19 движения материала прутков под действием Р (фиг. 6) определяют экспериментально. После удаления Образовавшегося при этом грата 13 и 14 половинки 20 и 21 кольцевого соединения выхоцят по размерам за габариты исходного диаметра и образуют углы конусности 3 и а между осью и образующей конической поверхности конца прутка (4 иг. 7), под которыми движьтся материал прутков под действием ОсеВОЙ силы РеПри этом деформирование одной половины поперечного сечения конца каждогопрутка ведут с получением конус- ности с углом Ы а второй половины поперечного сечения конца того же прутка - с углом Ы; (фиг. 7), Велиз 1338992 чины углов Ы, и Ы 2 определяют экспериментально в пределах 2-45.После выполнения дополнительного осевого деформирования с одновременным сдвигом и удаления образовавшегося грата полученное сварное соединение сдавливают с усилием Р в ра 3 диальном направлении до диаметра соединения, равного исходному диаметру прутка (Фиг. 8). Пруток в местах 20 и 21 сварки вторично радиально обжимают с усилием Р (фиг. 9) до образования кольцевых канавок 22 и 23, диаметр которых составляет 0,9-0,65 от исходного.Для получениясдвига одной половины сечения биметаллического прутка относительно другой при дополнительном осевом деформировании пруток в месте соединения помещают и закрепляют в ручьях плашек 24 и 25 (Фиг.11) так, чтобы выступающий торец одной из полуплашек прилегал к кольцевому участку 12 сварки (фиг. 5), а аналогичные полуплашки 24 и 25 на второй половине соединенных прутков были развернуты и закреплены так, чтобы выступающая часть полуплашки находилась против утопленной части и одновременно выступающий торец прилегал к кольцевому участку 12 сварки (фиг. 5). Выполняют осевое сдавливание со сдвигом и с одновременным разведением носков плашек 24 и 25 относительно оси прутка. Разведение носков плашек 24 и 25 происходит в режиме осадки сварной эоны в результате воздействия материала прутка на относительно свободные носки плашек(по отношению к хвостовой части плашек). В результате образуется конусность в местах сварки с углами Ы, и Ы 2, величина которых по верхнему пределу может обеспечиваться также овальностью канала плашек в носовых частях. Профиль сварного соединения после .осевого деформнрования со сдвигом имеет форму ломаной линии ввиду того, что наружные слои соединения прижаты плотно и неподвижно во время осадки к каналу (ручью) плашек 24 и 25 и Фактически шов по наружному обводу имеет следующий вид (фиг. 7 и 8); первая полуокружность 21 - образующая линия 15 - вторая полуокружность 20 - вторая (замыкающая) образующая линия 15. Из-за овальности канала и разведения носков плашек 24 и 25 при дополнительном осевом деформированиисо сдвигом биметаллического прутка углы Ы, и , уменьшаются от максимума в вершинах к минимуму к краям обе их половин поперечного сечения конца каждого прутка. Только при таком до- О полнительном и направленном деформировании во время осадки массива металла в зоне сварки (в сочетании с последующим обжатием сварногосоединения в радиальном направлении) дос тигается необходимое качество сварного соединения биметаллического прутка.Для последовательных радиальныхобжатий полученного сварного соедине ния полуплашки 26 и 27 выполняют сгладким ручьем, диаметр которого равен исходному диаметру соединяемых прутков, а полуплашки 28 и 29 для обжатия прутка в местах сварки до 25 диаметра, меньшего чем исходный, должны иметь ручьи с кольцевыми выступами 30, расположенными на расстоянии 1 (фиг. 3). Оптимальную величину 1 можно определить по графику на Фиг. 14, 30 составленному на основе экспериментальных данных, где по оси абсцисс 1отложена величина и = - а по оси ординат - процент соединений, выдерЗ 5 жавших испытания. В результате экспе 1риментального подбора установлено, что наиболее качественное соединение, удовлетворяющее требованиям ддльнейошего волочения, получается при зна чениях сдвига 1 половинки кольцевогосоединения в пределах (0,2-0,9)д. Экспериментальная зависимость количества качественных сварных соеди-, 45 нений в процентах к общему количествувыполненных соединений с различнымиуглами конусности позволяет определить, что оптимальные значения углово1, и Ы 2 находятся в пределах 2-45 50 и при этом наиболее оптимальное отношение между углами Ы, и Ы 2 находится в диапазоне 0,2-1 (фиг. 15), ГраФик.на фиг. 15 содержит результаты3бвыбора К = в , выраженные кривой 1 55 2для К = 0,50, кривой 2 - для К=0,15,кривой 3 - для К = 0,10 и кривой Мдля К = 1,0, при заранее выбранныхи = 0,5 (фиг, 14) и а 2= 40 (фиг.7).1338992процент годных соединений, выдержавших волочение, увеличивается с 30 до 82. Это нозволяет сократить вре 5мя простоя машины при ее заправке в случае обрыва, а также при переходе с одного барабана проволоки на другой,На основании фиг. 15 диаметр й,утонения прутка в месте сварки приповторном радиальном обжатии следуетвыбрать в пределах (0,9-0,65)с 1 приширине места утонения в пределах0,25-0,5)й. На фиг. 16 кривая 1результат экспериментальных данных,полученных при Ф = 0,7; кривая 2 -при Ф = 0,65; кривая 3 - при Ф = 0,9, 1 О Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яс 11где Ф = - . Эти зависимости опред -1. Способ холодной стыковой сварлены экспериментально путем проверки ки преимущественно биметаллическихвыполненного соединения при дальней- прутков, включающий совместное осешем волочении. 15 вое деформирование концов прутков,Предлагаемый способ опробован экс- дополнительное осевое деформированиепериментально. Сварка выполнялась на и радиальное обжатие места соединепрутках проволоки из алюминия марки ния, о т л и ч а ю щ и й с я тем,Аи меди марки И 1 , ВыполняласьРчто, с целью повышения качества соехолодная сварка прутков бесконечной 2 О динения, процесс повторного осевогодлины диаметром 8 мм с последующим деформирования ведут на длине, выбхолодным волочением до диаметра раиной в пределах (0,2-0,9)д,где й -1,78 мм. исходный диаметр прутка, со сдвигомЭкспериментальные образцы, на ко- одной половины сечения прутка отноторых опробовались технология выпол сительно другой, при этом деформиронения соединения, подбор величин вание одной. половины поперечногоосадки, сдвига, угловых смещений и сечения конца каждого прутка ведутрадиального обжатия, выполнялись вна- с получением конусности с углом Ычале на заправочном станке со ско- а другой половины поперечного сечеростью протяжки 0,1 м/с, а затем на ЗО ния конца того же прутка - с угломмашине грубого волочения со скоростьюс уменьшением обоих углов 1, и Ы15 м/с. от максимума в вершинах к минимумуЭкспериментальный подбор режима к краям обеих половин понеречногосварки выполнен на прутках диаметром сечения конца каждого прутка и с пос 8 мм с последующим протягиванием сва- З 5 ледующим радиальным обжатием пруткарного соединения до диаметра 1,78 мм в месте деформации до исходного диачерез 11 фильер. Критерием качества метра, причем Ы, и Ы выбирают врсОсоединения является процент годных пределах от 2 до 5соединений, прошедших без обрыва че. Способ по и. 1, о. т л и ч а -рез все 1 1 фильер. При этом оптималь О ю щ и й с я тем, что углы конусносные значения найденных ранее парамет- ти , и с сварного соединения ковров вводились в последующие экспери- цов обоих прутков выбраны по отношементы и критерий качества (процент нию друг к другу впределах от 0,2годных соединений, прошедших все филь- до 1, а радиальное обжатие мест свареры) повышается пс сравнению с пре ки концов обоих прутков ведут до раз"мера утоненного диаметра, выбранногоВ результате использования пред- в пределах (0,9-0,65)с 1, при ширинелагаемого споссба холодной стыковой места утоиения прутка, выбранного вэсварки основной показатель качества " пределах (0,25-0,5)Й.1338992 1 сффиф Составитель Э. Ветр Техред М,Моргентал К ор Л, Пата П. да ираж 970дарственного комитета изобретений и открыта, Ж, Раушская наб ПодпиСР з 5501 НИИПИ Г по делам113035, Моск д. 4/5 водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4