RU2375161C2 - Electric rivet joint and method of its making - Google Patents

Electric rivet joint and method of its making Download PDF

Info

Publication number
RU2375161C2
RU2375161C2 RU2006135594/02A RU2006135594A RU2375161C2 RU 2375161 C2 RU2375161 C2 RU 2375161C2 RU 2006135594/02 A RU2006135594/02 A RU 2006135594/02A RU 2006135594 A RU2006135594 A RU 2006135594A RU 2375161 C2 RU2375161 C2 RU 2375161C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hole
metal
electro
rod
rivet
Prior art date
Application number
RU2006135594/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006135594A (en
Inventor
Сергей Раимжанович Аманов (RU)
Сергей Раимжанович Аманов
Андрей Викторович Каргин (RU)
Андрей Викторович Каргин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" filed Critical Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority to RU2006135594/02A priority Critical patent/RU2375161C2/en
Publication of RU2006135594A publication Critical patent/RU2006135594A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2375161C2 publication Critical patent/RU2375161C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention may be used in welding of thin plates to parts, which mostly consist of homogeneous metals. Rod of electric rivet is made by filling of previously formed hole in one of joined parts with doped material in melted condition. Rod has head in the form of doped material overlap, which is melted with surface of metal above hole in part, and bottom part, which is convex to the side of part without hole and created by its melting with doped material. Rod has side undetachable contact with surface of hole wall, which is made in process of doped metal melt interaction with solid phase of part metal. Joint is carried out in mixture of protective gases Ar and He in ratio (wt %) from 10:90 to 90:10. Temperature mode and speed of electric rivet rod formation are established provided that doped wire melt is produced in volume that provides for contact of liquid phase with solid phase of hole walls for the time sufficient to make a undetachable joint.
EFFECT: invention makes it possible to expand technological resources under conditions of serial production with satisfactory strength of joint.
2 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к технике сварки и может быть использовано при приварке тонких пластин к деталям преимущественно из однородных металлов.The invention relates to a welding technique and can be used when welding thin plates to parts mainly from homogeneous metals.

В настоящее время в автомобилестроении все чаще находят применение узлы и детали из сплавов на основе алюминия, что обусловлено необходимостью уменьшения массы автомобиля для улучшения целого ряда его потребительских свойств, например, таких как экономичность, динамичность, экологичность. Для повышения динамичности особое значение имеет снижение вращающихся масс трансмиссии автомобиля, поскольку на преодоление их инерционности при разгоне тратится значительная часть мощности двигателя.At present, in the automotive industry, components and parts made of aluminum-based alloys are increasingly being used, due to the need to reduce the mass of the car to improve a number of its consumer properties, such as economy, dynamism, and environmental friendliness. To increase the dynamism, the reduction of the rotating masses of the vehicle’s transmission is of particular importance, since a significant part of the engine power is spent on overcoming their inertia during acceleration.

Одной из деталей трансмиссии, изготавливаемых из алюминиевых сплавов, является карданный вал. Применение же алюминиевых сплавов в конструкции карданного вала накладывает ряд ограничений на технологию его изготовления в условиях массового производства, например, при приварке балансировочных грузов к карданному валу из алюминиевого сплава. Традиционный способ приварки с помощью контактной сварки не подходит, так как при сжатии происходит деформация трубы. Сварка дуговыми способами также имеет ряд ограничений из-за необходимости осуществления сварки на весу, при этом не допускается «провисание» ванны, так как это вносит дополнительный дисбаланс. Следует учитывать и то, что для обеспечения жесткости и прочности карданного вала трубы изготавливают из сплавов алюминия повышенной прочности. Термические циклы нагрева-охлаждения при сварке таких сплавов вносят остаточные напряжения, снижающие допускаемые эксплуатационные нагрузки. Масса присадочного металла добавляется к массе балансировочного груза, и в расчете должны учитываться их общая масса и пространственное расположение. Таким образом, приварка балансировочных грузов к карданному валу из алюминиевого сплава должна обеспечивать минимальное давление дуги, минимальный нагрев вала, постоянство массы приваренного груза с учетом наплавленного металла и необходимую прочность соединения.One of the transmission parts made from aluminum alloys is the driveshaft. The use of aluminum alloys in the construction of the driveshaft imposes a number of restrictions on the technology of its manufacture in mass production, for example, when welding balancing weights to the driveshaft from aluminum alloy. The traditional method of welding by resistance welding is not suitable, since the compression deformation of the pipe. Arc welding also has a number of limitations due to the need to carry out welding by weight, while the “sagging” of the bath is not allowed, as this introduces an additional imbalance. It should be borne in mind that to ensure rigidity and strength of the driveshaft, pipes are made of high strength aluminum alloys. Thermal heating-cooling cycles during welding of such alloys introduce residual stresses that reduce the permissible operating loads. The mass of the filler metal is added to the mass of the balancing weight, and their total mass and spatial arrangement must be taken into account in the calculation. Thus, the welding of balancing weights to the driveshaft made of aluminum alloy should provide the minimum arc pressure, minimum shaft heating, the constancy of the mass of the welded load, taking into account the deposited metal, and the necessary joint strength.

Известно соединение, полученное в результате электродуговой сварки, содержащее кольцеобразное тело, получаемое на границе контакта вставки, детали с отверстием и несущей части, при этом нижнюю часть получают в результате образования расплавленной массы на несущей части, вжимания в нее вставки, переливом массы на внешнюю кромку головки и выступ вставки, причем расплавленная масса непосредственно соединяет конструктивный элемент, несущую часть и тело [Заявка ФРГ №4125748, кл. В23К 9/20, 1993 г.].It is known the connection obtained by electric arc welding, containing a ring-shaped body obtained at the interface between the insert, the part with the hole and the bearing part, while the lower part is obtained by the formation of molten mass on the bearing part, pressing the insert into it, overflowing the mass on the outer edge the head and the protrusion of the insert, and the molten mass directly connects the structural element, the bearing part and the body [Application of Germany No. 4125748, class. B23K 9/20, 1993].

Для получения такого соединения требуется специальная деталь (вставка) довольно сложной формы и оно применяется преимущественно в случаях, когда хвостовик этой детали, выступающий над соединением, используют в качестве элемента, на котором закрепляют другие детали.To obtain such a connection, a special part (insert) of a rather complex shape is required and it is used mainly in cases where the shank of this part protruding above the connection is used as an element on which other parts are fixed.

Известно электрозаклепочное соединение, образуемое точечным проплавлением более тонкого из соединяемых материалов [Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кп.2. Под. ред. П.Н.Учаева. - М.: Машиностроение, 1988. - С.13-14]. Этот вид соединения применяют при толщине одного из свариваемых материалов менее 6-8 мм взамен сварки прорезными швами, при этом эта операция является простой и производительной, но не дает высокого качества.Known electro-riveted joint formed by the point penetration of the finer of the joined materials [Orlov PI Design Basics: Reference and methodological manual. In 2 kn. Kp.2. Under. ed. P.N. Uchaeva. - M .: Mechanical Engineering, 1988. - S.13-14]. This type of connection is used when the thickness of one of the materials being welded is less than 6-8 mm instead of welding with welded seams, while this operation is simple and productive, but does not provide high quality.

Известно электрозаклепочное соединение, взятое за прототип, образуемое заплавлением предварительно проделанных в одном из соединяемых листов круглых или продолговатых отверстий [Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн.2. Под. ред. П.Н.Учаева. - М.: Машиностроение, 1988. - С.13-14]. Это разновидность нахлесточного соединения, так называемые прорезные (пробочные) швы.Known electro-riveted connection, taken as a prototype, formed by fusion previously made in one of the joined sheets of round or oblong holes [Orlov PI Design Basics: Reference and methodological manual. In 2 kn. Book 2. Under. ed. P.N. Uchaeva. - M .: Mechanical Engineering, 1988. - S.13-14]. This is a type of lap joint, the so-called slotted (cork) seams.

Считается, что из-за высокой трудоемкости изготовления, низкой прочности и негерметичности шва это соединение является ненадежным и рекомендуется применять его только в крайних случаях.It is believed that due to the high complexity of manufacturing, low strength and leakage of the seam, this connection is unreliable and it is recommended to use it only in extreme cases.

Известен способ получения соединения, при котором в металлическом конструктивном элементе, прилегающем к несущей части, используемой в качестве одного из электродов, формируют отверстие, в которое вставляют болтообразную деталь в качестве другого электрода, после чего посредством электродуговой сварки получают жесткое соединение несущей части, конструктивного элемента с отверстием и болтообразной детали [Заявка ФРГ №4125748, кп. В23К 9/20, 1993 г.]. В результате приварки этой болтообразной детали ее можно использовать в качестве несущего элемента для других деталей.A known method of producing a connection in which a hole is formed in a metal structural element adjacent to the bearing part used as one of the electrodes, into which a bolt-shaped part is inserted as the other electrode, after which a rigid connection of the bearing part, structural element is obtained by arc welding with a hole and a bolt-like part [Application of Germany No. 4125748, kp. B23K 9/20, 1993]. As a result of welding this bolt-like part, it can be used as a supporting element for other parts.

Этот способ имеет ограниченное применение.This method has limited application.

Известен способ дуговой сварки электрозаклепками, при котором свариваемые элементы сжимают за пределами формируемой электрозаклепки, возбуждают сварочную дугу, формируют электрозаклепку и отключают дугу по достижении напряжения на дуге, равного напряжению начала процесса сварки [Авторское свидетельство СССР №1440641, кл. В23К 9/16, 1988 г.]. Это повышает качество сварных соединений за счет стабилизации тепловложений.There is a method of arc welding with electric rivets, in which the elements to be welded are compressed outside the formed electric rivets, a welding arc is excited, an electric rivet is formed and the arc is turned off when the arc voltage reaches the voltage of the beginning of the welding process [USSR Author's Certificate No. 1440641, class. B23K 9/16, 1988]. This improves the quality of welded joints by stabilizing heat input.

Осуществление способа требует дополнительного поджатия свариваемых элементов за пределами формируемой электрозаклепки.The implementation of the method requires additional preloading of the welded elements outside of the formed rivets.

Известен способ получения электрозаклепочного соединения, предусматривающий проплавление дугой верхнего листа свариваемого изделия и приваривание его к нижнему листу, лежащему на подкладке [Сергеев Н.П. Справочник молодого электросварщика. - М.: Высш. школа, 1980. - С.122-124]. Этот способ предполагает сварку под флюсом.There is a method of producing an electro-rivet joint, providing for the arc to melt the top sheet of the welded product and weld it to the bottom sheet lying on the lining [Sergeev N.P. Reference book of a young electric welder. - M .: Higher. School, 1980. - S. 122-124]. This method involves submerged arc welding.

Такой способ не всегда позволяет получать удовлетворительное качество соединения из-за невозможности обеспечения оптимальных условий сварки и осуществляется обычно при повышенном расходе энергии.This method does not always allow to obtain a satisfactory quality of the connection due to the impossibility of providing optimal welding conditions and is usually carried out with increased energy consumption.

Известен способ получения электрозаклепочного соединения, взятый за прототип, предусматривающий неподвижное неразъемное соединение деталей путем заплавления наплавочным материалом предварительно проделанного в одной из соединяемых деталей круглого отверстия [Орлов П.И. Основы конструирования:There is a method of producing an electro-riveted joint, taken as a prototype, providing for a fixed one-piece connection of parts by melting with a surfacing material previously made in one of the connected parts of a round hole [Orlov PI Design Basics:

Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн. 2. Под ред. П.Н.Усачева. - М.: Машиностроение, 1988. - С.13-14].Reference manual. In 2 kn. Prince 2. Ed. P.N.Usacheva. - M .: Mechanical Engineering, 1988. - S.13-14].

Этот способ имеет ограниченное применение из-за высокой трудоемкости получения соединения и низкой прочности шва.This method has limited application due to the high complexity of the connection and the low strength of the seam.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке технических решений, которые в условиях массового производства позволили бы при удовлетворительной прочности электрозаклепочного соединения расширить технологические возможности его получения.The problem to which the invention is directed is to develop technical solutions which, under conditions of mass production, would allow, with satisfactory strength of the electro-rivet joint, to expand the technological capabilities of its production.

Эта задача решается тем, что в электрозаклепочном соединении деталей, содержащем стержень электрозаклепки, полученный при заполнении присадочным металлом в расплавленном состоянии предварительно сформированного отверстия в одной из соединяемых деталей, стержень электрозаклепки имеет головку в виде наплыва присадочного металла, сплавленного с поверхностью металла над отверстием в детали, и донную часть, выпуклую в сторону детали без отверстия и образованную ее сплавлением с присадочным металлом, при этом стержень электрозаклепки имеет боковой неразъемный контакт с поверхностью стенки отверстия, полученный при взаимодействии расплава присадочного металла с твердой фазой металла детали, а диаметр отверстия в детали равен (3-4) ее толщины, мм.This problem is solved in that in the electro-rivet joint of parts containing the electro-rivet rod obtained by filling with a filler metal in the molten state a pre-formed hole in one of the parts to be joined, the electro-rivet rod has a head in the form of an influx of filler metal alloyed with the metal surface above the hole in the part , and the bottom part, convex towards the part without a hole and formed by its fusion with filler metal, while a one-piece contact with the side wall surface of the holes obtained in the filler metal melt reacting with the solid phase metal parts, and the hole diameter is in the part (3-4) of its thickness, mm.

Выполнение стержня электрозаклепки с головкой в виде наплыва присадочного металла, сплавленного с поверхностью металла над отверстием в детали, уподобляет его замыкающей головке обычной заклепки, что увеличивает допустимые осевые нагрузки на электрозаклепку за счет обеспечения дополнительной поверхности контакта материала соединения с деталью.The execution of the electric rivet rod with a head in the form of an influx of filler metal fused with the metal surface above the hole in the part makes it similar to the closing head of a conventional rivet, which increases the permissible axial loads on the electric rivet by providing an additional contact surface for the material of the joint with the part.

Выполнение стержня электрозаклепки с донной частью, выпуклой в сторону детали без отверстия и образованной ее сплавлением с присадочным металлом, позволяет повысить прочность соединения.The implementation of the core rivets with a bottom, convex towards the part without a hole and formed by its fusion with filler metal, can increase the strength of the connection.

Выполнение стержня электрозаклепки с боковым неразъемным контактом с поверхностью стенки отверстия, полученным при взаимодействии расплава присадочного металла с твердой фазой металла детали, позволяет увеличить допустимые радиальные нагрузки на электрозаклепку и исключить перемещение соединяемых деталей.The implementation of the core rivets with one-piece lateral contact with the surface of the hole wall obtained by the interaction of the filler metal with the solid phase of the metal parts, allows you to increase the allowable radial load on the rivet and exclude the movement of the connected parts.

Выбор диаметра отверстия в детали равным (3-4) ее толщины, мм, обусловлен необходимостью соблюдения теплового баланса приварки детали с отверстием при обеспечении заданной скорости плавления металла присадки, причем при диаметре, меньшем 3 толщин, существует вероятность несплавления с деталью без отверстия, а при диаметре, большем 4 толщин, - вероятность незаполнения отверстия.The choice of the diameter of the hole in the part equal to (3-4) of its thickness, mm, is due to the need to comply with the heat balance of welding the part with the hole while ensuring a given melting speed of the additive metal, and with a diameter less than 3 thicknesses, there is a possibility of fusion with the part without a hole, and with a diameter greater than 4 thicknesses, the probability of not filling the hole.

Следует отметить, что роль диаметра отверстия по его высоте имеет различный характер:It should be noted that the role of the diameter of the hole in its height has a different nature:

на уровне контакта поверхностей соединяемых деталей диаметр отверстия при заданной толщине должен быть не менее диаметра, обеспечивающего время горения дуги непосредственно на деталь без отверстия, достаточное для гарантированного сплавления с одной стороны и отсутствия прожога или провисания сварочной ванны с другой;at the level of contact of the surfaces of the parts to be joined, the diameter of the hole for a given thickness should be at least the diameter that provides the arc burning time directly on the part without a hole, sufficient for guaranteed fusion on the one hand and no burn through or sag of the weld pool on the other;

в самом отверстии его диаметр должен быть не более диаметра, обеспечивающего заполнение этого отверстия металлом присадки при заданной скорости плавления (заполнения);in the hole itself, its diameter should be no more than the diameter that ensures filling of this hole with an additive metal at a given melting (filling) rate;

на уровне внешней поверхности детали с отверстием диаметр отверстия должен быть не более диаметра закладочной головки для обеспечения сплавления металла головки с металлом пластины.at the level of the external surface of the part with the hole, the diameter of the hole should be no more than the diameter of the filling head to ensure alloying of the metal of the head with the metal of the plate.

Таким образом, в принципе, диаметр отверстия мог бы по высоте детали быть разным. Но из соображений технологического характера это является нецелесообразным, поэтому диаметр отверстия представляет собой некую усредненную величину.Thus, in principle, the diameter of the hole could be different along the height of the part. But for technological reasons this is impractical, therefore, the diameter of the hole is a certain average value.

Эта задача решается также тем, что в способе получения электрозаклепочного соединения, включающем образование неразъемного соединения деталей путем заплавления металлом присадочной проволоки предварительно выполненного в одной из соединяемых деталей цилиндрического отверстия с образованием стержня электрозаклепки, соединение осуществляют в смеси защитных газов Ar и Не в соотношении (мас.%) от 10:90 до 90:10 со сплавлением металла присадочной проволоки с металлом детали в донной части соединения и с образованием головки электрозаклепки в виде наплыва металла присадочной проволоки над отверстием в детали, при этом температурный режим и скорость формирования стержня электрозаклепки устанавливают из условий получения расплава присадочной проволоки в объеме, обеспечивающем контакт жидкой фазы с твердой фазой стенок отверстия в течение времени, достаточного для образования неразъемного соединения, а в качестве присадочного металла выбирают металл, обладающий сродством к металлу соединяемых деталей.This problem is also solved by the fact that in the method for producing an electro-rivet joint, including the formation of an inseparable connection of parts by melting a filler wire with a metal previously made in one of the joined parts of a cylindrical hole to form an electro-rivet rod, the connection is carried out in a mixture of protective gases Ar and He in the ratio (wt .%) from 10:90 to 90:10 with alloying the metal of the filler wire with the metal of the part in the bottom of the connection and with the formation of the head of the electric rivet in the idea of the influx of metal of the filler wire over the hole in the part, the temperature and the speed of formation of the electro-rivet rod are established from the conditions for obtaining the melt of the filler wire in a volume that provides contact of the liquid phase with the solid phase of the walls of the hole for a time sufficient to form an integral connection, and in as the filler metal, metal having an affinity for the metal of the parts to be joined is selected.

Осуществление соединения в смеси защитных газов Ar и Не в соотношении (мас.%) от 10:90 до 90:10 со сплавлением металла присадочной проволоки с металлом детали в донной части соединения и с образованием головки электрозаклепки в виде наплыва металла присадочной проволоки над отверстием в детали позволяет изменять проплавляющую способность дуги за счет изменения теплофизических свойств смеси этих газов, получать прочное и качественное соединение с минимальным количеством пор без шлаковых включений или остатков флюса, что обеспечивает визуальный контроль качества соединения и позволяет отказаться от удаления коррозионноактивных остатков флюса с поверхности соединения.The implementation of the compound in a mixture of protective gases Ar and He in the ratio (wt.%) From 10:90 to 90:10 with the fusion of the metal filler wire with the metal parts in the bottom of the connection and with the formation of the head rivets in the form of an influx of metal filler wire above the hole in details allows you to change the penetrating ability of the arc by changing the thermophysical properties of the mixture of these gases, to obtain a durable and high-quality connection with a minimum number of pores without slag inclusions or flux residues, which provides visual first control connection quality and eliminates the removal of corrosive flux residues from the junction surface.

Установление температурного режима и скорости формирования стержня из условия получения расплава присадочной проволоки в течение времени, достаточного для образования неразъемного соединения, обеспечивает осуществление такого цикла наплавки, при котором достигается прочное соединение деталей с боковым неразъемным контактом стержня электрозаклепки с поверхностью стенки отверстия.The establishment of the temperature regime and the speed of formation of the rod from the conditions of obtaining the filler wire melt for a time sufficient for the formation of one-piece connection, ensures the implementation of such a surfacing cycle, in which a durable connection of the parts with the one-piece lateral contact of the electro-rivet rod with the surface of the hole wall is achieved.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - подготовленные к сварке детали: деталь без отверстия - труба алюминиевого карданного вала и деталь, с отверстием - балансировочный груз, продольный разрез;figure 1 - parts prepared for welding: a part without a hole - an aluminum propeller shaft pipe and a part, with a hole - balancing weight, longitudinal section;

на фиг.2 - то же, поперечный разрез;figure 2 is the same, cross section;

на фиг.3 - электрозаклепочное соединение, продольный разрез;figure 3 is an electro-rivet connection, a longitudinal section;

на фиг.4 - то же, поперечный разрез;figure 4 is the same, cross section;

на фиг.5 - внешний вид образца электрозаклепочного соединения;figure 5 is an external view of a sample of an electro-rivet joint;

на фиг.6 - фотография макрошлифа электрозаклепочного соединения;Fig.6 is a photograph of a macro section of an electro-rivet joint;

на фиг.7 - схема зажигания дуги,7 is a diagram of the ignition of the arc,

на фиг.8 - схема формирования донной части стержня;on Fig is a diagram of the formation of the bottom of the rod;

на фиг.9 - схема заполнения отверстия с обеспечением бокового неразъемного контакта с поверхностью стенки отверстия;Fig.9 is a diagram of the filling of the hole with lateral one-piece contact with the surface of the wall of the hole;

на фиг.10 - схема формирования головки электрозаклепки.figure 10 is a diagram of the formation of the head rivets.

Электрозаклепочное соединение (фиг.1-4) служит для соединения детали 1 с отверстием 3 с деталью без отверстия 2 и представляет собой стержень 4, размещенный в предварительно сформированном отверстии 3. Сечение стержня 4 представляет собой сложную форму (фиг.5-6): сферическая донная часть является выпуклой в сторону детали-основы 2, центральная часть - цилиндрической с боковым неразъемным контактом с поверхностью стенки отверстия, а верхняя часть - выпуклой с наплывом металла за пределы отверстия.The electro-rivet connection (Figs. 1-4) serves to connect the part 1 with the hole 3 with the part without the hole 2 and is a rod 4 placed in a preformed hole 3. The cross section of the rod 4 is a complex shape (Figs. 5-6): the spherical bottom part is convex towards the base part 2, the central part is cylindrical with one-piece lateral contact with the surface of the hole wall, and the upper part is convex with the influx of metal outside the hole.

Электрозаклепочное соединение работает следующим образом.Electro-rivet connection works as follows.

Стержень 4, соединяющий две детали 1 и 2 неразъемно между собой при любых условиях эксплуатации деталей выполняет функцию как обычной заклепки, имеющей стержень и замыкающую головку, так и сварного соединения, имеющего в отличие от обычной заклепки сплавление с обеими соединяемыми деталями.The rod 4, connecting two parts 1 and 2 inseparably with each other under any operating conditions of the parts, performs the function of both a conventional rivet having a rod and a closing head, and a welded joint, which, in contrast to a conventional rivet, is fused with both connected parts.

Получают электрозаклепочное соединение следующим образом.An electro-rivet joint is prepared as follows.

Накладывают деталь 1 с предварительно сформированным отверстием 3 на поверхность детали без отверстия 2. Располагают горелку для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов соосно с отверстием 3. Включают подачу защитного газа (смеси газов) 6 и присадочной проволоки 5 (плавящегося электрода). При касании проволокой 5 детали 2 возбуждается дуга 8 и начинается процесс плавления электрода с образованием сварочной ванны 9 (фиг.7). На первом этапе дуга горит непосредственно на деталь без отверстия (фиг.8), что обеспечивает сплавление основания стержня с ним с образованием сферической донной части, далее формируется тело самого стержня, заполняющее пространство отверстия и обеспечивающее боковой неразъемный контакт с поверхностью стенки отверстия (фиг.9), а в завершении - наплыв металла над отверстием в виде замыкающей головки заклепки (фиг.10).Place part 1 with a preformed hole 3 on the surface of the part without hole 2. Position the torch for welding with a consumable electrode in a shielding gas environment coaxially with hole 3. Turn on the supply of protective gas (gas mixture) 6 and filler wire 5 (consumable electrode). When the wire 5 touches the part 2, an arc 8 is excited and the process of melting of the electrode begins with the formation of a weld pool 9 (Fig. 7). At the first stage, the arc burns directly on the part without a hole (Fig. 8), which ensures fusion of the base of the rod with it with the formation of a spherical bottom, then the body of the rod itself is formed, filling the space of the hole and providing lateral one-piece contact with the surface of the hole wall (Fig. 9), and in the end - the influx of metal over the hole in the form of a closing head of the rivet (figure 10).

Пример. Выполняли полуавтоматическую сварку плавящимся электродом в среде инертных газов. В качестве присадочной проволоки использовали сплав 5356, а в качестве защитного газа - смесь газов Ar и Не. Место сварки предварительно очистили для удаления окисной пленки металлической щеткой и обезжирили бензином Б-70.Example. Semi-automatic welding was performed with a consumable electrode in an inert gas environment. Alloy 5356 was used as filler wire, and a mixture of Ar and He gases was used as protective gas. The welding site was previously cleaned to remove the oxide film with a metal brush and degreased with B-70 gasoline.

Толщина привариваемой пластины 3 мм, а диаметр отверстия 9,5 мм.The thickness of the welded plate is 3 mm and the hole diameter is 9.5 mm.

Режим сварки точечный, ток сварки 150 А, время сварки 4 с.Spot welding mode, welding current 150 A, welding time 4 s.

Диаметр присадочной проволоки 1 мм, а скорость ее подачи 6,5 м/мин.The diameter of the filler wire is 1 mm, and its feed rate is 6.5 m / min.

Экспериментально установлено, что для описанных условий оптимальным является соотношение Ar и He в количестве 50:50 мас.%.It was experimentally established that the ratio of Ar and He in the amount of 50:50 wt.% Is optimal for the described conditions.

Результаты металлографических исследований сварного соединения показали, что заклепка не имеет пор и усадочных рыхлот. Форма сплавления показана на фиг.6.The results of metallographic studies of the welded joint showed that the rivet has no pores and shrink loosening. The form of fusion is shown in Fig.6.

Для проверки работоспособности сварного соединения были проведены натурные испытания алюминиевых карданных валов с приваренными по предлагаемому способу балансировочными грузами на автомобилях.To test the performance of the welded joint, full-scale tests of aluminum cardan shafts with balancing weights welded by the proposed method on automobiles were carried out.

Полученные результаты показали, что алюминиевый карданный вал с приваренными по предлагаемому способу грузами отработал установленный ресурс без замечаний, что практически подтвердило работоспособность описанного решения.The results showed that the aluminum driveshaft with the goods welded by the proposed method worked out the installed resource without comment, which practically confirmed the operability of the described solution.

Claims (2)

1. Электрозаклепочное соединение, содержащее стержень электрозаклепки, полученный при заполнении присадочным металлом в расплавленном состоянии предварительно сформированного отверстия в одной из соединяемых деталей, отличающееся тем, что стержень электрозаклепки имеет головку в виде наплыва присадочного металла, сплавленного с поверхностью металла над отверстием в детали, и донную часть, выпуклую в сторону детали без отверстия и образованную ее сплавлением с присадочным металлом, при этом стержень электрозаклепки имеет боковой неразъемный контакт с поверхностью стенки отверстия, полученный при взаимодействии расплава присадочного металла с твердой фазой металла детали, а диаметр отверстия в детали равен (3-4) ее толщины, мм.1. An electro-rivet joint comprising an electro-rivet rod obtained by filling with a filler metal in the molten state a pre-formed hole in one of the parts to be joined, characterized in that the electro-rivet rod has a head in the form of an influx of filler metal alloyed with the metal surface above the hole in the part, and the bottom part, convex towards the part without a hole and formed by its fusion with filler metal, while the electro-rivet rod has a lateral surface Removable contact with the surface of the hole wall obtained by the interaction of the filler metal with the solid phase of the metal of the part, and the diameter of the hole in the part is equal to (3-4) of its thickness, mm 2. Способ получения электрозаклепочного соединения, включающий образование неразъемного соединения деталей путем заплавления металлом присадочной проволоки предварительно выполненного в одной из соединяемых деталей цилиндрического отверстия с образованием стержня электрозаклепки, отличающийся тем, что соединение осуществляют в смеси защитных газов Аг и Не в соотношении (мас.%) от 10:90 до 90:10 со сплавлением металла присадочной проволоки с металлом детали в донной части соединения, и с образованием головки электрозаклепки в виде наплыва металла присадочной проволоки над отверстием в детали, при этом температурный режим и скорость формирования стержня электрозаклепки устанавливают из условия получения расплава присадочной проволоки в объеме, обеспечивающем контакт жидкой фазы с твердой фазой стенок отверстия в течение времени, достаточного для образования неразъемного соединения, а в качестве присадочного металла выбирают металл, обладающий сродством к металлу соединяемых деталей. 2. A method of producing an electro-rivet joint, including the formation of an inseparable connection of parts by metal fusion of a filler wire previously made in one of the joined parts of a cylindrical hole to form an electro-rivet rod, characterized in that the connection is carried out in a mixture of protective gases Ar and He in the ratio (wt.% ) from 10:90 to 90:10 with alloying the metal of the filler wire with the metal of the part in the bottom of the connection, and with the formation of the head of the rivets in the form of an influx metal filler wire above the hole in the part, while the temperature regime and the speed of formation of the electric rivet rod is set from the conditions for obtaining the melt of the filler wire in a volume that provides contact of the liquid phase with the solid phase of the walls of the hole for a time sufficient to form an integral connection, and as a filler metal choose a metal having an affinity for the metal of the connected parts.
RU2006135594/02A 2006-10-09 2006-10-09 Electric rivet joint and method of its making RU2375161C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006135594/02A RU2375161C2 (en) 2006-10-09 2006-10-09 Electric rivet joint and method of its making

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006135594/02A RU2375161C2 (en) 2006-10-09 2006-10-09 Electric rivet joint and method of its making

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006135594A RU2006135594A (en) 2008-04-20
RU2375161C2 true RU2375161C2 (en) 2009-12-10

Family

ID=39453558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006135594/02A RU2375161C2 (en) 2006-10-09 2006-10-09 Electric rivet joint and method of its making

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2375161C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631043C1 (en) * 2016-08-26 2017-09-15 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Permanent connection of closed circuit components and method for its implementation

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109322901A (en) * 2018-10-25 2019-02-12 东风商用车有限公司 A kind of aluminum alloy driving axle assembly and its manufacturing method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ОРЛОВ П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в 2-х книгах. Кн.2. - М.: Машиностроение, 1988, с.13-14. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631043C1 (en) * 2016-08-26 2017-09-15 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Permanent connection of closed circuit components and method for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006135594A (en) 2008-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kah et al. Trends in joining dissimilar metals by welding
Krishnaja et al. A review of research progress on dissimilar laser weld-brazing of automotive applications
JP4751625B2 (en) Formation method of welded joint
US11278985B2 (en) UAM transition for fusion welding of dissimilar metal parts
CN105965150B (en) A kind of friction stir welding method between dissimilar metal plate
RU2480316C2 (en) Method and device for bonding dissimilar metals
KR20050119159A (en) Method for inert gas welding or inert gas soldering of workpieces comprising identical or different metals or metal alloys by means of an additional zn/al metal
Dutra et al. Metallurgical characterization of the 5083H116 aluminum alloy welded with the cold metal transfer process and two different wire-electrodes (5183 and 5087)
JP2006061983A (en) Method for friction-stir-welding hollow workpieces
Lei et al. Cold metal transfer spot welding of 1 mm thick AA6061-T6
Nandan et al. MIG and CMT brazing of aluminum alloys and steel: A review
RU2375161C2 (en) Electric rivet joint and method of its making
JP2005536357A (en) Method for manufacturing metal tube assembly
Godiganur et al. Comparison of friction stirs welding technique with conventional welding methods
JP2008200750A (en) One side arc spot welding method
JP2011255416A (en) Method and structure for joining clad steel
JPH0871755A (en) Butt one side welding method of aluminum alloy member
US20080135529A1 (en) Method of resistance butt welding
JP6051292B2 (en) Clad steel pipe joining method and structure
JP4859732B2 (en) Dissimilar material MIG joint and dissimilar material MIG joining method
CN110280880B (en) Resistance spot welding method for 6061-T6 aluminum alloy and TRIP980 high-strength steel dissimilar alloy
CN103317214A (en) Welding method
Jassim et al. Effect of tool rotational direction and welding speed on the quality of friction stir welded Al-Mg Alloy 5052-O
JP3673819B2 (en) Friction stir welding method between metals
Dwivedi Fundamentals of Dissimilar Metal Joining by Arc and Resistance Welding Processes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091010

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120927