RU2669138C1 - Method for single induction spot welding of parts of different width and device therefor - Google Patents
Method for single induction spot welding of parts of different width and device therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2669138C1 RU2669138C1 RU2017136048A RU2017136048A RU2669138C1 RU 2669138 C1 RU2669138 C1 RU 2669138C1 RU 2017136048 A RU2017136048 A RU 2017136048A RU 2017136048 A RU2017136048 A RU 2017136048A RU 2669138 C1 RU2669138 C1 RU 2669138C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- parts
- thickness
- welded
- thinner
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K13/00—Welding by high-frequency current heating
- B23K13/01—Welding by high-frequency current heating by induction heating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
Abstract
Description
Изобретение относится к области односторонней точечной сварки и может быть использовано для неразъемного соединения разнотолщинных деталей с соотношением толщин 1:10 и более, например, для сварки металлических листов и профилей из стали при возведении зданий с использованием мелаллокаркаса.The invention relates to the field of one-sided spot welding and can be used for permanent joining of different thickness parts with a ratio of thicknesses of 1:10 or more, for example, for welding metal sheets and steel profiles during the construction of buildings using melallocarcass.
Известен СПОСОБ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ СВАРКИ ПЛОСКОЙ ДЕТАЛИ ИЗ ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА С МЕТАЛЛИЧЕСКИМ СТЕРЖНЕМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ (патент на изобретение РФ №2362660, МПК В23К 11/10, В23К 11/10, В23К 101/00, В23К 11/14, 2009 г.) в котором в плоской детали выполняют прорези с образованием перемычек между ними. Количество прорезей на одну меньше, чем сварных точек, количество которых определяют из условия Fpaзp<nFточки, где n - количество сварных точек, Fразр - усилие, действующее на сварное соединение, Fточки - минимальное усилие разрушения на срез сварной точки, исходя из толщины и металла свариваемой плоской детали. Прорези выполняют продолговатыми в направлении, перпендикулярном оси установки стержня, шириной 2÷10 мм и длиной, определяемой из условия L≥t3, мм, где t3 - минимальный шаг между сварными точками с учетом шунтирования сварочного тока в предыдущую точку. Устанавливают плоскую деталь на нижний электрод, выполненный с контактной поверхностью, равной ширине перемычки b1, которую определяют из условия: b1=[dя+(1÷5)], мм, где dя - диаметр литого ядра сварной точки. Устанавливают на плоскую деталь стержень и осуществляют сварку.Known METHOD FOR CONTACT SPOT WELDING OF A FLAT ITEM FROM SHEET METAL WITH A METAL ROD OF CYLINDRICAL FORM (patent for invention of the Russian Federation No. 2362660, IPC В23К 11/10, В23К 11/10, В23К 101/00, В23К 11/10, 2009 2314) in a flat part, cuts are made with the formation of jumpers between them. The number of slots is one less than the weld points, the number of which is determined from the condition F razp <nF points , where n is the number of weld points, Frasr is the force acting on the welded joint, Fpoints are the minimum tensile shear stress on the weld point, based on the thickness and metal of the welded flat part. The slots are made oblong in a direction perpendicular to the axis of installation of the rod, with a width of 2 ÷ 10 mm and a length determined from the condition L≥t3, mm, where t3 is the minimum step between the weld points, taking into account the shunt of the welding current to the previous point. A flat part is mounted on the lower electrode, made with a contact surface equal to the width of the jumper b1, which is determined from the condition: b1 = [dя + (1 ÷ 5)], mm, where dя is the diameter of the cast core of the weld point. A rod is mounted on a flat part and welding is carried out.
Недостатком указанного способа является необходимость выполнение прорезей в плоской детали с образованием перемычек, к которым и производится сварка плоской детали с металлическим стержнем. Использование прорезей, с одной стороны ограничивают шунтирующие токи и повышают энергетические и качественные характеристики сварки, с другой стороны не позволяют использовать способ при недопустимости нарушения целостности плоской детали. Кроме того, для создания сварного соединения используются два электрода - нижний и верхний, что затруднительно использовать при большой площади металлического листа. В случае сварки листового материала с массивной металлической конструкцией из-за наличия больших площадей их соприкосновения повышается отрицательное воздействие шунтирующих токов, значительно снижающих энергетические показатели процесса сварки.The disadvantage of this method is the need to make slots in a flat part with the formation of jumpers, to which the flat part is welded with a metal rod. The use of slots, on the one hand, limits shunt currents and increases the energy and quality characteristics of welding, on the other hand, does not allow the method to be used if the integrity of a flat part is unacceptable. In addition, to create a welded joint, two electrodes are used - the lower and the upper, which is difficult to use with a large area of the metal sheet. In the case of welding sheet material with a massive metal structure due to the presence of large areas of their contact, the negative impact of shunt currents increases, significantly reducing the energy performance of the welding process.
Известен СПОСОБ ИНДУКЦИОННО-СТЫКОВОЙ СВАРКИ ПРОФИЛЕЙ РАЗЛИЧНОЙ КОНФИГУРАЦИИ (патент на изобретение РФ №2558802, МПК В23К 13/01, В23К 20/00, В23К 31/02, 2015 г.), принятый за прототип, заключающийся в нагреве свариваемых поверхностей, их сдавливании с заданным усилием, нагрев на требуемую глубину осуществляют с помощью стыкового индуктора, выполненного в виде плоской катушки индуктивности, форма которого соответствует профилю свариваемых поверхностей, который располагают в зоне между свариваемыми поверхностями, нагревают на требуемую глубину только поверхности изделий, участвующие в создании сварного соединения, удаляют индуктор из зоны сварки перед сдавливанием свариваемых поверхностей. Предварительно для требуемой глубины нагрева определяют частоту тока источника питания стыкового индуктора, а для требуемой температуры нагрева определяют время подачи тока от источника питания на стыковой индуктор.Known METHOD FOR INDUCTION-BUTT WELDING PROFILES OF VARIOUS CONFIGURATIONS (patent for invention of the Russian Federation No. 2558802, IPC V23K 13/01, V23K 20/00, V23K 31/02, 2015), adopted as a prototype consisting in heating the surfaces to be welded, their compression with a given force, heating to the required depth is carried out using a butt inductor made in the form of a flat inductor, the shape of which corresponds to the profile of the surfaces to be welded, which is located in the zone between the surfaces to be welded, they are heated to the required depth only The surfaces of the products involved in creating the welded joint remove the inductor from the welding zone before squeezing the surfaces to be welded. Previously, for the required heating depth, the current frequency of the power source of the butt inductor is determined, and for the required heating temperature, the time for supplying current from the power source to the butt inductor is determined.
Недостаток указанного способа заключается в том, что плоский индуктор располагают между свариваемыми поверхностями, и он нагревает на требуемую глубину поверхности изделий, участвующие в создании сварного соединения, которое получается после сдавливания их с заданным усилием. Однако, при большой площади металлического листа и сложной формы металлической конструкции, к которой надо приварить лист, затруднительно координировать скрытое листом положение индуктора и место установки сдавливающего устройства. Кроме того, размещение индуктора между свариваемыми поверхностями при больших площадях листов и размерах металлических конструкций требует значительного времени на установку имеющего определенную толщину индуктора между предварительно сваренными в предыдущей соседней точке листовым покрытием и металлической конструкцией, что снижает производительность процесса сварки при многих точках ее выполнения. В то же время извлечение индуктора из зоны нагрева свариваемых поверхностей ведет к появлению интервала, во время которого они охлаждаются, что может снижать качество сварного соединения.The disadvantage of this method is that a flat inductor is placed between the surfaces to be welded, and it heats the surfaces of the products involved in creating the welded joint, which is obtained after squeezing them with a given force, to the required depth. However, with a large area of the metal sheet and the complex shape of the metal structure to which the sheet is to be welded, it is difficult to coordinate the position of the inductor hidden by the sheet and the installation location of the squeezing device. In addition, the placement of the inductor between the surfaces to be welded with large areas of sheets and the size of metal structures requires considerable time to install a certain thickness of the inductor between the sheet coating pre-welded at the previous neighboring point and the metal structure, which reduces the productivity of the welding process at many points of its implementation. At the same time, removing the inductor from the heating zone of the surfaces to be welded leads to the appearance of an interval during which they cool, which can reduce the quality of the welded joint.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание нового способа односторонней индукционной точечной сварки, повышение технологичности, уменьшение расхода энергии на нагрев и повышение производительности процесса сварки.The technical result of the invention is the creation of a new method of single-sided induction spot welding, improving manufacturability, reducing energy consumption for heating and increasing the productivity of the welding process.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание устройства для односторонней индукционной точечной сварки, повышение технологичности, уменьшение расхода энергии на нагрев и повышение производительности процесса сварки.The technical result of the invention is the creation of a device for one-sided induction spot welding, improving manufacturability, reducing energy consumption for heating and increasing the productivity of the welding process.
Технический результат достигается тем, что в способе односторонней индукционной точечной сварки разнотолщинных деталей, включающем нагрев свариваемых поверхностей индуктором, выполненным в виде плоской катушка индуктивности, и их сдавливание с заданным усилием, предварительно совмещают свариваемые детали, индуктор, размещают со стороны более тонкой детали в точке необходимого сварного соединения, нагревают до температуры плавления более тонкую деталь на всю толщину, и через толщу более тонкой детали нагревают контактирующий с ней приповерхностный слой более толстой детали на глубину, равную толщине более тонкой детали, одновременно со стороны более тонкой детали в точке необходимого сварного соединения оказывают сдавливающее воздействие вибрацией.The technical result is achieved by the fact that in the method of single-sided induction spot welding of different thicknesses of parts, including heating the surfaces to be welded with an inductor made in the form of a flat inductor, and compressing them with a given force, the parts to be welded are preliminarily combined, the inductor is placed on the side of a thinner part at a point of the necessary welded joint, a thinner part is heated to the melting temperature over the entire thickness, and the contacting material is heated through the thickness of a thinner part ipoverhnostny layer thicker parts at a depth equal to the thickness of the thinner parts, while the part of the thinner parts at the required weld exert compressive force vibration.
Технический результат достигается тем, что устройство для односторонней индукционной точечной сварки разнотолщинных деталей содержит корпус в виде колпака, с размещенным в нижней части индуктором, выполненным в виде плоской катушка индуктивности, в которой по оси установлен шток, сообщенный с источником вибрации размешенным под сводом корпуса, с нижней торцевой стороны катушки индуктивности установлена кольцевая прокладка, из теплоизоляционного материала.The technical result is achieved by the fact that the device for single-sided induction spot welding of different thicknesses of parts contains a housing in the form of a cap, with an inductor placed in the lower part, made in the form of a flat inductor, in which an axis is installed along the axis, connected with the vibration source to be placed under the body arch, An annular gasket made of heat-insulating material is installed on the lower end side of the inductor.
Сущность изобретения поясняется чертежом. Устройство для односторонней индукционной точечной сварки разнотолщинных деталей содержит корпус 1 в виде колпака. В нижней части корпуса 1 размещен индуктор 2, выполненный в виде плоской катушка индуктивности. В катушке индуктора по ее оси установлен шток 3. Шток 3 сообщен с источником вибрации 4 размешенным под сводом корпуса 1. С нижней торцевой стороны катушки индуктивности установлена кольцевая прокладка 5, из теплоизоляционного материала.The invention is illustrated in the drawing. A device for one-sided induction spot welding of different thickness parts contains a
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Величина частоты тока индуктора для нагрева до температуры плавления всю толщину более тонкой детали и равную ей глубину приповерхностного слоя более толстой детали определяется выражением:The magnitude of the frequency of the inductor current for heating to the melting temperature the entire thickness of the thinner part and the equal depth of the surface layer of the thicker part is determined by the expression:
где fИ - частота тока индуктора;where f AND is the inductor current frequency;
ΔЛ - толщина более тонкой детали;Δ L is the thickness of the thinner part;
μ - относительная магнитная проницаемость материала деталей;μ is the relative magnetic permeability of the material of the parts;
μ0 - 4π10-7 Гн/м - магнитная проницаемость воздуха;μ 0 - 4π10 -7 GN / m - magnetic permeability of air;
γ - проводимость материала деталей.γ is the conductivity of the material of the parts.
Например, при необходимости приварить металлический лист толщиной Δл=0,001 м к профилю из стали при относительной эквивалентной магнитной проницаемости стали μ=100 и ее проводимости γ=0,625*107 частота тока индуктора должна быть 101 Гц.For example, if necessary, weld a metal sheet with a thickness Δ l = 0.001 m to a steel profile with a relative equivalent magnetic permeability of steel μ = 100 and its conductivity γ = 0.625 * 10 7 , the inductor current frequency should be 101 Hz.
Предварительно определяют частоту тока индуктора в зависимости от толщины более тонкой детали, например металлического листа, по формуле (1). Совмещают свариваемые детали разной толщины, например, размещают металлический лист 6 (т.е. более тонкую деталь) на каркасе из стального профиля 7 (более толстая деталь) в соответствии с их требуемым взаимным расположением. Устройство для односторонней индукционной точечной сварки разнотолщинных деталей размещают со стороны металлического листа 6 (более тонкой детали), таким образом, чтобы индуктор 2 находился в точке необходимого сварного соединения. В индуктор 2, выполненный в виде катушки индуктивности с внутренним диаметром, равным диаметру необходимого сварного соединения, подают ток от источника питания. В точке необходимого сварного соединения нагревают до температуры плавления металлический лист 6 (более тонкую деталь) на всю толщину, и через толщу металлического листа 6 нагревают контактирующий с ним приповерхностный слой стального профиля 7 (более толстой детали) на глубину, равную толщине металлического листа 6 (более тонкой детали). Одновременно включают источник вибрации 4, оказывающий через шток 3, установленный на оси катушки индуктора 2, сдавливающее воздействие вибрацией со стороны металлического листа 6 (более тонкой детали) в точке необходимого сварного соединения. В результате получают неразъемное сварное соединение 8 металлического листа 6 и стального профиля 7. Затем устройство для односторонней индукционной точечной сварки разнотолщинных деталей перемещают для создания следующего неразъемного сварного соединения.The inductor current frequency is preliminarily determined depending on the thickness of a thinner part, for example, a metal sheet, by the formula (1). The welded parts of different thicknesses are combined, for example, a metal sheet 6 (i.e., a thinner part) is placed on the frame of a steel profile 7 (thicker part) in accordance with their desired relative position. A device for one-sided induction spot welding of different thickness parts is placed on the side of the metal sheet 6 (thinner parts), so that the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017136048A RU2669138C1 (en) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Method for single induction spot welding of parts of different width and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017136048A RU2669138C1 (en) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Method for single induction spot welding of parts of different width and device therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2669138C1 true RU2669138C1 (en) | 2018-10-08 |
Family
ID=63798378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017136048A RU2669138C1 (en) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Method for single induction spot welding of parts of different width and device therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2669138C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2110381C1 (en) * | 1997-03-13 | 1998-05-10 | Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева | Method for producing welded joints of sheet metal materials |
RU70839U1 (en) * | 2007-08-13 | 2008-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Донской государственный технический университет (ДГТУ) | DEVICE FOR SHOCKING CONDENSER WELDING OF ROD PARTS WITH A FLAT BASE |
WO2012022879A1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-23 | Turbomeca | Method for the induction brazing of parts having complex shapes, and single or multiple brazing station for implementing same |
RU2496620C1 (en) * | 2012-05-17 | 2013-10-27 | Елена Николаевна Мендрух | Method of induction surfacing |
RU2558802C2 (en) * | 2013-06-14 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Induction-butt welding of various-configuration channels |
-
2017
- 2017-10-10 RU RU2017136048A patent/RU2669138C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2110381C1 (en) * | 1997-03-13 | 1998-05-10 | Государственный космический научно-производственный центр им.М.В.Хруничева | Method for producing welded joints of sheet metal materials |
RU70839U1 (en) * | 2007-08-13 | 2008-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Донской государственный технический университет (ДГТУ) | DEVICE FOR SHOCKING CONDENSER WELDING OF ROD PARTS WITH A FLAT BASE |
WO2012022879A1 (en) * | 2010-07-29 | 2012-02-23 | Turbomeca | Method for the induction brazing of parts having complex shapes, and single or multiple brazing station for implementing same |
RU2496620C1 (en) * | 2012-05-17 | 2013-10-27 | Елена Николаевна Мендрух | Method of induction surfacing |
RU2558802C2 (en) * | 2013-06-14 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) | Induction-butt welding of various-configuration channels |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2486996C2 (en) | Method of hidden arc welding of steel material using multiple electrodes | |
RU2592335C2 (en) | Method for hidden-arc welding for steel plate | |
CN109848522B (en) | Ultrasonic-assisted GTAW (gas tungsten arc welding) pulsed arc welding method for duplex stainless steel sheet | |
US9149888B2 (en) | Machine for joining the ends of steel strips which machine is suited to the induction heat treatment of joining welds | |
RU2015148145A (en) | SPOT WELDING METHOD | |
ATE475496T1 (en) | METHOD FOR PRODUCING TANKS | |
CN101362243A (en) | Large-sized iron casting fracture arc cold-welding repair method | |
CN105358283B (en) | Indirect welding method | |
CN104588846A (en) | Method and device for increasing TIG welding electric arc energy density | |
CN104339066A (en) | Medium-plate butt seam welding component and welding method based on ceramic arc-striking backings | |
RU2669138C1 (en) | Method for single induction spot welding of parts of different width and device therefor | |
CN104400200A (en) | Flash butt welding process for high-pressure boiler pipeline | |
WO2016199684A1 (en) | Method for manufacturing joining member, and device for manufacturing joining member | |
CN204234946U (en) | Based on the cut deal butt seam welding connected components of ceramic striking liner | |
RU2686407C1 (en) | Reservoir wall repair method | |
CN204449681U (en) | Electric arc plane cuts system and electric arc plane cuts bar | |
CN212169326U (en) | Friction stir butt welding device for high-resistivity alloy | |
Mironovs et al. | Manufacturing of Cellular Structures of the Perforated Steel Tape | |
RU2563793C1 (en) | Control over welding of pipelines from high-strength pipes with controlled heat input | |
JP2014155948A (en) | Welded steel pipe for line pipe with excellent low-temperature toughness, and method of manufacturing the same | |
JP2013081985A (en) | Submerged arc welding method for steel material | |
JP2010274275A (en) | Submerged arc welding method for steel material | |
RU2558802C2 (en) | Induction-butt welding of various-configuration channels | |
CN105710542A (en) | Method for avoiding crack formation of medium-high carbon steel during hybrid welding | |
RU2678357C1 (en) | Method for repair of hull structures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191011 |