Способ холодной сварки металлов внахлестку — SU 1004048 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслубликОпубликовано 15.03.83. Бюллетень10 па делам кзебретенкй и аткрмтийДата опубликования описания 25.03.83 Г. А. Клименко, Ю. В, Маркин, В. А. Синьков, В:-"И В. П. Витииииий и Н. В/ Пируйий Опытное конструкторско-технологич производством Института металлофизи(72) Авторы изобретения итель 4) СПОСОБ ХОЛОДНОЙ СВАРКИ МЕТА,Л,ЛОВ ВНАХЛЕ ным напряжениям качество соединени но различающихся деталей из разнои тонкая деталь удл лее толстая деталь гибается в сторону шовной сварке рол ся по винтовой ли жен посередине де ложен асимметрич изгибается в пло ной к направлениюЦелью изобрете качества соединени Поставленная цель достигается тем, что согласно способу холодной сварки металлов внахлестку, при котором вдавливают в детали рабочий выступ пуансонов с опорной частью, по крайней мере в одной из свариваемых деталей под рабочим выступом пуансона предварительно выполняют углуб ление, высота которого составляет разность исходной толщины и 0,2 - 1 толщины другой детали, а поперечные размеры его устанавливают в пределах поперечных размеИзобретение относится к способам холодной сварки пластичных металлов внахлестку и может быть использовано в общем машиностроении, в электротехнической и электронной промышленности.Известен способ устранения нежелатель 5 ных растягивающих напряжений при вдавливании в детали рабочего выступа пуансона путем сварки с образованием на изделии односторонней выпуклости 11.Однако в ряде случаев на изделии не-, допустима односторонняя выпуклость.Известен способ холодной сварки металлов внахлестку, при котором вдавливают в детали рабочий выступ пуансонов с опорной частью. При применении этого способа на изделии не образуется односторонняя вы пуклость 12.Однако применить известный способ для холодной сварки относительно толстых деталей, например толщиной 8 - 10 мм и более затруднительно из-за появления знаи 20 чительных поперечных деформации, которые возникают в деталях при выдавливании из зоны соединения большого объема металла. Это вызывает деформацию изделия и приводит к дополнительным остаточОсобенно снижается я при сварке значительпо толщине деталей и менных металлов. Более иняется меньше, чем бо, и сварное изделие изболее тонкой детали. При иками изделие изгибаетнии, если шов располоталей. Если шов распоно, то сварное изделие скости, перпендикулярйриложения давления. ния является повышение я.ров рабочего выступа и опорной части пуансона.При сварке одинаковых толщин углубление в деталях выполняют равной междусобой высоты.На фиг. 1 изображена сварка деталей неодинаковой толщины, схема; на фиг. 2 - то же; для деталей из разнородных металлов; на фиг. 3 - схема сварки деталей одинаковой толщины.Предварительно уменьшая под рабочим выступом пуансона толщину одной детали, практически достигают симметричной деформации обеих деталей относительно их поверхности раздела и тем самым значительного уменьшения деформации изделия,а также уменьшения остаточных напряжений в соединении.Прочность соединения от такого уменьшения толщины одной из деталей не снижается, так как при сварке. одноименных 510 15 металлов она определяется прочностью более тонкой детали, а при сварке разно именных металлов - прочностью детали из менее прочного металла.Нижний и верхний пределы значения толщины детали, равные 0,2 - 1,0 толщины другой детали, обусловлены механическими свойствами свариваемых металлов. Например, если предел прочности ковара превышает предел прочности алюминия в 3 - 5 раз в зависимости от исходного состояния металлов (отожженный, неотожженный, специально упрочненный и т. п.), то толщину 30 детали из ковара можно уменьшить до величины в пять раз меньшей толщины алюминиевой детали, т. е. до 0,2 толщины последней. Такое уменьшение толщины детали из ковара не снижает прочности соединения, так как прочность последнего определяется прочностью алюминиевой детали.Если прочностные требования к сварному соединению не являются главными и достаточно только обеспечить, например, надежный электрический .контакт и уменьшить деформацию изделия, то при сварке одинаковых или незначительно отличающихся по толщине деталей их толщины уменьшают до равных между собой величин, значение которых устанавливают в зависимости от механических свойств свари ваемых металлов и предъявляемых к соединению требований. При сварке менее проч.ных металлов их толщины уменьшают до больших величин, и наборот.Когда поперечные размеры углубления меньше поперечных размеров рабочего выступа, то при вдавливании пуансона в деталь металл стенок углубления срезается кромкой рабочего выступа, поэтому нижний предел поперечных размеров углубления устанавливают равным поперечным разме рам рабочего выступа.Однако при сварке металлов с низкой пластичностью возможен разрыв металла 4под рабочим выступом по контуру углубления. В этом случае поперечные размеры углубления увеличивают вплоть до поперечных размеров опорной части пуансона в зависимости от пластических свойств соединяемых металлов. При сварке более пластичных металлов поперечные размеры углубления увеличивают меньше, чем при сварке менее пластичных металлов.Для выхода воздуха во время продвижения рабочего выступа или опорной части пуансона в углублении детали достаточно зазоров, получаемых в результате изготовления инструмента и углубления по существующей в промышленности системе допусков.При сварке с двусторонним вдавливанием пуансона высоту рабочего выступа пуансона определяют в зависимости от толщины детали, в которую вдавливают этот пуансон.Если при предлагаемой сварке поперечные размеры углубления меньше поперечных размеров опорной части пуансона, то высоту рабочего выступа определяют как сумму деформации, необходимой для сварки деталей, и высоты углубления. Если поперечные размеры углубления равны поперечным размерам опорной части пуансона, то высота рабочего выступа равна величине деформации, необходимой для сварки деталей, т, е. в этом случае высоту рабочего выступа определяют обычным путем.Пример 1 (фиг, 1), Сварка алюминиевых деталей толщиной 10 мм и 4 мм.Толщину более толстой детали уменьшают до 4 мм. Тогда высота углубления равна 6 мм. Диаметр углубления равен диаметру рабочего выступа пуансона. Необходимая для сварки алюминия деформация равна 0,6 (60 й) толщины деталей. Далее находят высоту рабочего выступа пуансона, вдавливаемого в деталь с.углублением. Она равна 0,64+6 = 8,4 мм. Высота рабочего выступа другого пуансона равна 0,642,4 мм,Перед сваркой в толстой детали, например, сверлением выполняют углубление, зачищают соединяемые поверхности деталей, подбирают инструмент и производят сварку.Пример 2 (фиг, 2), Сварка медной детали толщиной 10 мм с алюминиевой толшиной 6 мм.Так как прочность меди превышает прочность алюминия в 2, 5 раза, толщину медной детали уменьшают до 0,4 толщины алюминиевой детали, т. е. до 2,4 мм. Диаметр углубления принимают равным диаметру опорной части пуансона. Необходимая для сварки указанных металлов деформация равна 0,8 (800/,) толщины деталей. Высота рабочего выступа пуансона, вдавливаемого в медную деталь, равна 0,8.2,4 == 1,9 мм. Высота рабочего выступа другого пуансона равна 0,86 = 4,8 мм.Перед сваркой в медной детали выполняют углубление, зачищают соединяемые поверхности деталей, подбирают инструмент и производят сварку.Пример 3 (фиг, 3) Сварка алюминиевых деталей толщиной 10 мм,Основное требование, предъявляемое к соединению, - обеспечение надежного электрического контакта между деталями и уменьшение деформации соединения.Толщину обеих деталей уменьшают до 4 мм. Высота углублений равна 6 мм. Диаметр углублений принимают равным диаметру рабочих выступов пуансонов. Необходимая для сварки алюминия деформация .равна 0,6 (60/о) толщины деталей. Высота рабочего выступа пуансона равна О,бх х 4+6 = 8,4 мм. Высота рабочего выступа другого пуансона тоже равна 8,4 мм, так как схема сварки симметрична относительно поверхности раздела деталей.Перед сваркой в деталях выполняют углубления, зачищают соединяемые поверхности деталей, подбирают инструмент и производят сварку.Способ прост в осуществлении. Использование его позволяет повысить качество соединения и улучшить внешний вид изделия за счет уменьшения поперечных растягивающях напряжений, возникающих в де 6талях при вдавливании рабочих выступов пуансонов, а также повысить эффективность за счет исключения дополнительной обработки изделий после сварки,Формула изобретения1. Способ холодной сварки металловвнахлестку, при котором вдавливают в детали рабочий выступ пуансонов с опорной10 частью, отличающийся тем, что, с цельюповышения качества соединения, по крайней мере в одной из свариваемых деталейпод рабочим выступом пуансона предварительно выполняют углубление, высота которого составляет разность исходной тол 1 щины детали и 0,2 - 1 толщины другой детали, а поперечные размеры его устанавливают в пределах поперечных размеров рабочего выступа и опорной части пуансона,2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что при сварке одинаковых толщин углубление в деталях выполняют равной междусобой высоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР2 З763052, кл, В 23 К 20/00, 19782, Баранов И. Б. Холодная сварка пластичных металлов. Ленинград, Машгиз, 1969,с. 32 - 34 (прототип)..2 ательИ. Вере 04 нного тенийРау Ужго Редактор И.МитровкаЗаказ 1667/14ВНИИПпо113035,Филиал ПП Соста Техред Тираж И Государств делам изобр осква, Ж - 3 Патент, гЕ, Гузиковс Корректор МПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5од, ул. Проектная,