Сварка и свариваемые материалы. Том 2. Технология и оборудование

Другие способы холодной сварки

Перспективны способы соединения однородных и раднородных металлов, являющиеся комбинацией холодной сварки с меха­ ническим защемлением соединяемых деталей. К ним относится «грушевидная» сварка, сварка-клепка, а также сварка цр0каткой (2], выпрессованием (экструзией) [4] и совместным де­ формированием зоны соединения [5] (см. рис. 12.1, о — с).

12.1.6. Технологические возможности Размеры свариваемых деталей

Диапазон размеров свариваемых деталей определяется воз­ можностями сварочного оборудования.

Точечной сваркой (ХТС) соединяют листы, ленты; полосы тол­ щиной до 12—15 мм. Форма сварных точек разная (в частно­ сти, круглая, прямоугольная, крестообразная, сферическая). В многоточечном соединении всесварные точки выполняются, как правило, одновременно. Наиболее рациональна ХТС алю­ миния, несколько менее— алюминия с медью, меди [1—3, 6, 7].

Шовная сварка (ХШС). Основное назначение ХШС—-по­ лучение герметичных швов при соединении корпусов изделий с крышками. Толщина деталей от 0,3 до 3—5 мм, диаметр ци­ линдрических обечаек — до 200 мм (возможно, и более). ХШС соединяют алюминий и его сплавы, медь, алюминий с медью, медь с коваром [1—3, 7].

Стыковая сварка (ХСС). Этим видом сварки соединяют проволоку, стержни, полосы и профили сечением, определяе­ мым возможностями существующего оборудования: до 15 см2 из алюминия и до 10 см2 из меди. Встык можно сваривать алюминий и его сплавы с медью, никелем, цинком, медь с се­ ребром и др. [1—3, 7].

Сварка тавровых соединений — это способ холодной сварки двух деталей, одна из которых плоская, а вторая (приваривае­ мая) может быть прутком, полосой или иметь иную форму. Диаметр прутка (стержня)— до 30 мм, толщина плоских Де­ талей— до 15—20 мм. Существует опыт соединения этим спо­ собом алюминия с медью и латунью [2].

Сварка сдвигом и другие способы. ХС сдвигом соединяют полосы из. алюминия, меди, армко-железа, никеля толщиной 4—8 мм (2, 6, 7]. «Грушевидной» сваркой соединяют 1,5—3-мм

12.2.2. Подготовка поверхности

Цель подготовки — удаление с соединяемых поверхностей жира, загрязнений, влаги. Рекомендуемые к практическому применению способы подготовки:

1. Зачистка металлическими проволочными вращающимися щетками — в подавляющем большинстве случаев для соедине­ ния деталей внахлестку путем ХТС или ХШС; при сварке

соединение корпусов с крышками полупроводниковых прибо­ ров).

рые невозможно зачищать проволочными щетками. Вращающиеся с частотой 25—50 с-1 и линейной ско­

ростью на поверхности 30—60 м/с металлические щетки диаметром 120—180 мм изготовляют из 0,1—0,3-мм прово­ локи.

При соблюдении сохранности чистоты подготовленных по­ верхностей время между подготовкой и сваркой может быть сколь угодно большим. Рекомендуется проводить сварку в ту же рабочую смену, в которой проводилась зачистка.

12.2.3. Выбор параметров режима Точечная сварка

Величина emin> необходимая для образования надежного соеди­ нения при ХТС, %: А1—60-7-70, Си—854-90, РЬ—554-85, Sn—

шена, то разрушение произойдет в наиболее слабом поперечном сечении, если е Занижена — в месте сварки.

При ХТС в Основном применяют пуансоны с прямоуголь­

Давление при ХТС в конце деформации, МПа: 300—60Q для отожженного алюминия, 1100—1175 для нагартова^ного алю­ миния, 1150—1170 для отожженной меди, 1400—2500 дл% Нагартованной меди.

Шовная сварка

Основные технологические параметры ХШС аналогичны пара­ метрам ХТС. Скорость сварки 8 —12 м/мин. Для ХЦ1С алюми­ ния по схемам рис. 12.1, е, ж рекомендуется применять ролики

ширина опорной части s= (24-4,5) б, где б — толщина сварива­ емого металла. При сварке отбортованных -корпусов при тол­ щине стенкц 6i=0,5—1,0 мм с крышками толщиной 6 2 = l-i-З мм выполненной по схеме рис. 12.1, з, ширина рабочего выступа пуансона 0,8—1,5 мм.

Удельное сварочное усилие (на 1 мм длины сварного щва) при соединении корпуса толщиной 6i=0,5 мм с крышкой тол­

Стыковая сварка

Основные технологические параметры ХСС: величина дефор­

осадки, число осадок. При сварке деталей из однородных ме­ таллов равного сечения и твердости l\—W, при сварке деталей из разнородных металлов или однородных металлов разных се­ чений или твердости ЬФЬ. Величина вылета при ХСС алюми­

или толщина деталей.

Давление осадки при ХСС составляет для алюминия 0,7— 0,8 ГПа, отожженной меди и алюминия с медью 1,4—1,5 ГПа. Усилие зажатия должно быть достаточным для полного пре­ дотвращения проскальзывания деталей в губках в процессе осадки. Оно должно превышать усилие осадки в 1,45—1,6 раза. При выборе рациональной схемы механизма зажима, с обеспе­ чением самонераскрывающегося «замка», усилие привода ме­ ханизма зажатия может быть меньше усилия осадки.

При сварке деталей круглого сечения, а также прямоуголь­ ных деталей толщиной > 6 мм может оказаться достаточной однократная осадка. В остальных случаях применяют, как пра­ вило, двойную осадку.

Сварка тавровых соединений

Основными технологическими параметрами ХСТС являются: относительный вылет, т. е. отношение вылета к диаметру или толщине свариваемой детали, степень деформации (как и при ХТС), усилие осадки. Оптимальные значения вылета одной де­ тали и е второй детали близки к тем значениям, которые имеют место при ХТС и ХСС. Наиболее благоприятен случай, когда диаметр прутка равен толщине пластины, к которой он при­ варивается. Возможна сварка и при других соотношениях этих размеров.

Сварка сдвигом

Основными технологическими параметрами ХС сдвигом (см. рис. 12.1, н) являются: угол клина или угол сдвига асд, усилие сжатия свариваемых деталей перед началом сдвига, силы Т и N, величина сдвига Д/, скорость сдвига vCK. Также важен спо­ соб подготовки поверхностей. Зачистка вращающимися прово­ лочными щетками в данном случае не годится. Рекомендуемый способ подготовки к сварке сдвигом — техническая зачистка ножом или шабером. Оптимальные значения параметров сварки обеспечивают равнопрочность соединения с основным металлом при испытании на срез. Так, при сварке алюминия и меди толщиной 6=4 мм и площади нахлестки 650 мм2, асд= =7° и Осд^.б М/ч равнопрочность достигается в случае Т— =39,2 кН и N —27,5 кН, а для меди 7=88,3 кН и N = 6 8 ,7 кН [7].

Основные технологические параметры ХС сдвигом с совме­

филя выступов и канавок на стальной детали р=60°, средняя величина деформации стальной детали е=37-+42%. Основные

марная относительная деформация 75—77 % [2].

12.3. Оборудование

12.3. J. Общие требования к оборудованию

Оборудование ХС предназначено, как правило, для работы в специальных условиях. Оно име£* гидравлический (реже — пневматический или пневмогидравлический) при&од. Ручной инструмент применяется только для ХСС проводов небольшие сечений. К оборудованию для ХС предъявляются сле­ дующие общие требования: надежность в работе, высокая производитель­ ность, минимальный энерго- н металлоемкость, удобство в эксплуатации.

12.4.Контроль качества соединений

12.4.1.Методы неразрушающего контроля

При ХТС неразрушающим методом контроля является внешний осмотр расположения сварных точек на требуемом рассто­ янии от края детали, отсутствие надрывов по периметру свар­ ной точки, наличие отпечатка от опорных частей пуансонов. При ХШС вращающимися роликами внешним осмотром про­ веряется отсутствие подрезов в шве и непрерывность швов по всему периметру. Выборочно с помощью контрольных прибо­ ров проверяется глубина вдавливания выступа пуансонов или роликов. Качество герметичных сварных швов проверяют по­ гружением в нагретую жидкость, методом опрессовки, радио­ активным методом, обеспечивающим обнаружение течей до