Спосіб зварювання різнорідних металів

Реферат: UA 75036 U UA 75036 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до галузі техніки, а саме до зварювального виробництва і може бути застосована при зварюванні різнорідних металів. Відомий спосіб зварювання різнорідних металів, наприклад міді та сталі, при якому для зварювання міді зі сталлю використовують ручне дугове зварювання та застосовують попередній підігрів деталей. Зазвичай попередній підігрів виконують газовим полум'ям [1]. Також відомий спосіб зварювання різнорідних металів, при якому використовують пальники на пропан-бутановій суміші, при цьому нагрів ведеться тільки для необхідної зони зварювання [2]. Цей спосіб прийнятий за прототип. Недоліки прототипу: одночасно нагріваються обидві деталі до однакової температури незалежно від їх теплофізичних властивостей; неможливість оперативного регулювання температури підігріву, а також регулювання підігріву окремо для різних металів, які зварюються; неможливість регулювання зони попереднього підігріву; додаткове створення поверхневого шару металу, насиченого вуглецем; окислення поверхневого шару металу; дефекти зварного шва; велика зона термічного впливу при зварюванні. Загальними суттєвими ознаками відомого способу і того, що заявляється, є попереднє підігрівання зварювальних металів. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу зварювання різнорідних металів. Поставлена задача вирішується тим, що при зварюванні різнорідних металів використовують попереднє підігрівання окремо кожного зварюваного металу імпульсним струмом прямокутної форми. У цьому випадку забезпечується форсоване нагрівання локальної ділянки окремого металу до необхідної температури попереднього підігріву, при цьому відстань контактних роликів попереднього підігріву до металу від осі зварного шва зворотна відносно коефіцієнтів теплопровідностей металів, які зварюються. Суть корисної моделі полягає в тому, що: при імпульсному підігріванні зменшується зона термічного впливу; забезпечується рівномірне нагрівання металу; відсутній додатковий вплив вуглецю на метал (як при нагріванні газовим полум'ям); відсутня окисленість поверхневого шару металу, плавне регулювання температури підігріву, регулювання температури; зони відсутності дефектів зварного шва тому, що підігрів проводиться імпульсним струмом прямокутної форми, причому відстань контактних роликів попереднього підігрівання до металу від зварного шва зворотна відносно коефіцієнтів теплопровідностей металів, які зварюються, що визначаються за формулою c 2 h2  c1 h1 40 45 50 55 (1), де: с1 - теплопровідність металу з високим значенням коефіцієнта теплопровідності; c2 - теплопровідність металу з низьким значенням коефіцієнта теплопровідності; h1 - відстань від зварного шва металу з високим значенням коефіцієнта теплопровідності; h2 - відстань від зварного шва металу з низьким значенням коефіцієнта теплопровідності. Заявлений спосіб реалізують наступним чином: до початку зварювання на деталі, які потрібно зварити встановлюють контактні ролики, через які подається імпульсний струм на деталі; контактні ролики встановлюють на відстані від осі зварного шва таким чином, щоб відношення теплопровідності металів, які зварюються, було зворотним. При цьому відстань контактних роликів від зварного шва металу з низьким значенням коефіцієнта теплопровідності розраховується від співвідношення згідно з формулою (1); виконують регулювання попереднього, а якщо потрібно і супутнього підігріву деталей у процесі зварювання. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: фіг. 1 - схема способу зварювання; фіг. 2 - мікроструктура зони сплавлення сталь-мідь; фіг. 3 - схема широтно-імпульсного перетворювача. Приклад здійснення способу. 1 UA 75036 U 5 10 15 20 Виконували зварювання міді зі сталлю товщиною 10мм. Досліджували вплив імпульсного попереднього підігрівання на властивості зварного з'єднання при зварюванні міді і сталі та необхідну відстань встановлення контактних роликів для підігріву. Для цього був застосований генератор імпульсного струму прямокутної форми потужністю до 2 кВт з регульованою частотою, скважністю і величиною струму (фіг. 2). На фіг.2 показано: KB - керований випрямляч; КР - контактні ролики; СК ШІП - система керування широтно-імпульсним перетворювачем; ШІП широтно-імпульсний перетворювач; f - частота струму;  - кут зсуву фази. Визначено, що для безпористої зони області змішування реагентів і проникнення легуючих компонентів в металматрицю без порушення суцільності останньою необхідна тривалість імпульсів струму ~ 10 мс, і 2 щільність 103 А/см . Мідь та сталь мають різні коефіцієнти теплоємності сталь Ст.3сп -67 Вт/м*К, а мідь МІ - 390 Вт/м*К, тому при визначенні відстані між зварним швом та контактними роликами попереднього підігріву застосовували формулу (1) і визначали відстань до зварного шва міді при відомій відстані до сталі (100 мм). При розрахунку формули (1) отримали відстань до міді - 18 мм. Результати дослідження мікроструктури зварного шва міді зі сталлю свідчать про відсутність дефектів та відсутність збільшення зони термічного впливу (фіг. 3). Джерела інформації: 1. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением / Под ред.акад. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. - С. 667-668. 2. Гавриш П.А. Локальная термическая обработка при сварке меди и стали / Сборник докладов 8-й Международной научно-технической конференции "Оборудование и технология термической обработки металлов и сплавов" ОТТОМ-8 г. Харьков 28 мая -1 июля, 2007, T 1.c.133-137. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 Спосіб зварювання різнорідних металів, який полягає у попередньому підігріванні зварювальних металів, який відрізняється тим, що попередній підігрів здійснюється імпульсним струмом прямокутної форми, при цьому відстань контактних роликів попереднього підігріву до металу від зварного шва зворотна відношенню коефіцієнтів теплопровідностей металів, які зварюються c 2 h2 ,  c1 h1 де: c 2 h2  - теплопровідність металу з високим значенням коефіцієнта теплопровідності, c1 h1 c2 c1 35  h2 h1 - теплопровідність металу з низьким значенням коефіцієнта теплопровідності, c 2 h2 - відстань від зварного шва металу з високим значенням коефіцієнта теплопровідності,  c1 h1 h2 - відстань від зварного шва металу з низьким значенням коефіцієнта теплопровідності. 2 UA 75036 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3