SE463085B - Laddningssystem foer explosionssvetsning - Google Patents

Description

4-63 085 - figur Ä visar ett laddningssystem enligt figur 2 men applicerat när tre materialstycken förefinns - figur 5 visar resultatet efter det att sammanfogning med ett laddningssystem enligt figur Ä utförts - figur 6 visar ett tredje utförande av ett laddningssystem enligt uppfinningen.

I samtliga figurer betecknar siffran l en sprängladdning och siffran 2 en im- pulsöverförande kropp av ett vid detonationen inert material. l figurerna l, 2, 3 och 6 betecknar siffran 3 och siffran Ä de arbetsstycken som skall sammanfo- gas. Siffran 5 betecknar en spalt mellan arbetsstyckena vilken utgör accelera- tionsavstånd mellan arbetsstyckena.

Samtliga figurer visar tvärsnitt av ett laddningssystem. Den blivande svets- sömmens längdutsträckning är således vinkelrätt mot papprets plan. Den inerta kroppen 2 kan utgöras av vilket som helst lämpligt material. Dock är ett plast- material eller ett gummimaterial föredraget.

Sprängämnet kan vara av vilket som helst lämpligt slag, exempelvis PETN, HMX, amonmmnitratolja etc.

Figurerna la - lc exemplifierar kända laddningssystem. Som framgår är i samt- liga tre olika fall vinkeln mellan kroppen 2 och det ena arbetsstycket 3 kon- stant utmed den blivande sömmens bredd.

När detonationen sker förflyttas plastkroppen i figur lc rakt nedåt i figuren, d.v.s. dess vinklade ytor kommer successivt att komma till anliggning mot arbets- stycket 3 under en konstant vinkel a Genom att enligt den kända tekniken förhållandena från en centrumlinje C-C och utåt åt båda hållen är desamma är det nödvändigt att relativt noga anpassa laddningsmängden, detonationshastigheten och avståndet 5 mellan arbetsstyckena för att erhålla en tillförlitlig svetssöm.

Laddningssystemet enligt uppfinningen kan principiellt utföras enligt figur 2 eller figur 3. Karakteristiskt för dessa två utföranden är att den inerta kropp- ens 2 mot arbetsstycket vettande yta ll vinkelrätt mot den blivande svetssömmens längdriktning är så utformad att vinkeln u mellan nämnda yta och arbetsstycket varierar från kroppens centrumlinje C-C, vinkelrätt mot arbetsstyckets yta, i riktning utåt från centrumlinjen.

Enligt en föredragen utföringsform representeras nämnda yta ll av en cirkel- båge. Emellertid kan andra former användas, såsom former som kan beskrivas som ovaler eller som kan representeras av polynomfunktioner av högre ordnin g. 4-63 085 I figur 2 visas ett utförande där den inerta kroppen 2 har en plan överyta och där en laddning l med rektangulärt tvärsnitt används.

I figur 3 visas ett utförande där såväl den inerta kroppen 2 som laddningen l har konstant tjocklek och har utförts böjda så att de är uppåt konkava.

När sprängämnet l detonerar accelleras materialet i kroppen 2 nedåt mot arbets- stycket 3, som härigenom bibringas en rörelseimpuls nedåt mot arbetsstycket Ä och kolliderar med detta.

Hela förloppet sker successivt från tvärsnittets nämnda centrumlinje C-C och utåt i pilarnas 12, l3 riktning. Kollisionsfrontens hastighet och kollisions- vinkeln mellan arbetsstyckena 3 och Å är beroende av vinkeln a mellan kroppen 2 och arbetsstycket 3.

Enligt uppfinningen har kroppen 2, som ovan nämnts, en krökt mot arbetsstycket vettande yta, varför vinkeln varierar från 00 och uppåt.

Inom detta vinkelområde företrädesvis från OO och upp till 600 finnes alltid ett mindre vinkelområde, vilket skapar förutsättningarna för en tillförlitlig svets- ning vid de lokala betingelser som råder beträffande materialegenskaper hos arbetsstyckena, dimensioner, accelerationsavstånd, ytfinhet etc.

Om betingelserna avseende materialegenskaper, dimensioner, accelerationsavstånd etc. är sådana att visst vinkelområde vad avser vinkeln G erfordras för att er- hålla en god svetssöm kommer således en söm att utbildas i ett område mellan arbetsstyckena 3,ä, vilket är beläget under den del av kroppen där den uppvisar nämnda vinkelområde för vinkeln d . Det område vid vilket svetsning sker kan således utgöras av en större eller mindre del av området från centrumlinjen C-C och utåt till kroppens 2 kanter l6,l7.

Emellertid är det inte väsentligt att hela eller den största delen av, den del av arbetsstyckena som är belägen under kroppen svetsas till varandra, utan det väsentliga är att svetsning erhålles över en del av området. Om nämnda betingel- ser ändras utmed den blivande svetssömmens längd kommer således det område där svetsning sker att vara beläget på olika avstånd från centrumlinjen i olika av- snitt utmed svetssömmens längd.

Om en tillräcklig laddningsimpuls ges, vilket på känt sätt regleras medelst mängden och typen av sprängämne erhålles alltid enligt föreliggande uppfinning en tillförlitlig svetsning.

I figurerna 2 och 3 visas kroppen 2 i kontakt med arbetsstycket 3. Det är även möjligt att anbringa kroppen på ett avstånd över arbetsstycket, såsom visas i ê63 085 figurerna Ä och 6. Härigenom ökas accelerationssträckan mellan kroppen 2 och arbetsstycket 3 varigenom anslagshastigheten höjes. Detta innebär att den chock- våg, som bibringas arbetsstycket 3, erhåller en högre amplitud. Härvid minskar emellertid ímpulstiden, vilket dock vid tunnare arbetsstycken saknar betydelse.

$Om vid annan tillämpning av explosionssvetsningstekniken är det naturligtvis möjligt att samtidigt sammanfoga fler än två arbetsstycken ovanpå varandra.

I figur Ä visas ett laddningssystem enligt uppfinningen avsett att sammanfoga två i samma plan belägna arbetsstycken 6 och 7 till ett tredje arbetsstycke 8.

Vid en dylik svetsning ligger oftast arbetsstycken 6 och 7 med sina kanter nära varandra, såsom visas i figur Å. För att i vissa tillämpningar undvika spaltkor- rosion i spalten mellan arbetsstyckena 6,7 kan en spalten överlappande material- remsa l0 anbringas vid den ínerta kroppens 2 krökta yta. Materialremsan l0 är av metall. Efter detonationen kommer således svetssömmen att vara utförd såsom illu- streras i figur 5.

I figur 6 visas ytterligare ett föredraget utförande enligt uppfinningen, där den ínerta kroppen 2 har sammansatts av en tyngre del lä, företrädesvis av metall och en lättare del l5, företrädesvis av ett plast- eller gummimaterial.

Avsikten med detta är att genom ökning av massan förlänga den till arbetsstycket 3 bibringade impulsen vilket är fördelaktigt vid tjocka arbetsstycken, särskilt arbetsstycken med en tjocklek överstigande omkring 3 mm.

Ovan har arbetsstyckenas form inte omnämnts. Föreliggande uppfinning är tillämp- lig både på plana arbetsstycken liksom krökta arbetsstycken såsom rör. l det senare fallet illustrerar således figurerna ett axiellt snitt genom de rörväggar som skall sömsvetsas i rörens omkretsled.

Det är tydligt att genom föreliggande uppfinning en tillförlitlig svetsning er- hålles.

Det är uppenbart att den ínerta kroppen kan ges andra utföranden än de i figur- erna visade. Exempelvis kan kroppen omfatta ett vinkelområde för vinkeln a från o° och upp fm 9o°.

Föreliggande uppfinning skall därför inte anses begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna fam . lifi

Claims (5)

5 463 085 Patentkrav

1. Laddningssystem för sömsvetsning av tva eller flera arbetsstycken medelst explosionssvetsning, innefattande en sprängladdniing och en ímpulsöverförande inert kropp förefintlig mellan sprängladdningen och det närmast sprängladdningen förefintliga arbetsstycket, där den inerta kroppens (2) mot arbetsstycket (3;6,7) vettande yta (11) í ett plan vinkelrätt mot den blivande svetssömmens längdriktning är sä utformad att vinkeln a mellan nämnda yta (11) och arbetsstycket (3;6,7) varierar fràn den inerta kroppens (2) centrumlinje (C-C), vinkelrätt mot arbetsstyckets yta, och utåt fràn centrumlínjen, k ä n n e t e c k n a t a v, att sprängladdníngen (1) har en konstant tjocklek och att den är belägen ovanpå den inerta kroppen (2) och sträcker sig utmed den inerta kroppens (2) hela bredd.

2. Laddningssystem enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att vinkeln a genomlöper ett vinkelomràde från 0° vid nämnda centrumlinie (C-O) upp till en vinkel av omkring 90°, företrädesvis till en vinkel omkring 60”.

3. Laddningssystem enl. krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att den inerta kroppens (2) nämnda yta (11) i ett plan vinkelrätt mot den blivande svetssömmens längdriktning representeras av en cirkelbàge.

4. Laddningssystem enl. krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v, att den inerta kroppen (2) är tillverkad av ett plast- eller ' gummimaterial.

5. Laddningssystem enl. krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v, att den inerta kroppen (2) är sammansatt av en del av metall (14) och en del av ett plast- eller ett gummimaterial (15).