Сварка стержня к пластине
Обновлено: 04.10.2024
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ. МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION. METROLOGY AND CERTIFICATION
СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Типы, конструкции и размеры
Цели, основные принципы и основной порядок работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 я Межгосударственная система стандартизации. Основные положениян и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки и принятия, применения, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева ОАО «НИЦ «Строительство»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 сентября 2014 г. 70-П)
За принятие стандарта проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 октября 2014 г. N9 1374-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 1409&-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 01 июля 2015 г.
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется е ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты». а текст изменений и поправок - е ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано е ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация. уведомление и тексты размещаются также е информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
Welded joints of reinforcement and inserts for reinforced concrete structures. Types, constructions and dimensions
Дата введения — 2015—07—01
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на сварные соединения стержневой и проволочной арматуры, сварные соединения стержневой арматуры с листовым и фасонным прокатом, выполняемые при изготовлении арматурных и закладных изделий железобетонных конструкций, а также при монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций.
Стандарт устанавливает типы, конструкцию и размеры указанных соединений, выполняемых контактной и дуговой сваркой.
Стандарт не распространяется на сварные соединения закладных изделий, не имеющих анкерных стержней из арматурной стали.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 2601-84 Сварка металлов. Термины и определения основных понятий
ГОСТ 5264-80* Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 6727-80 Проволока из н из коугле род истой стали холоднотянутая для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 8713-79* Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
ГОСТ 10884-94 Сталь арматурная термомеханически упрочненная для железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 10922-2012 Арматурные и закладные изделия, их сварные, вязаные и механические соединения для железобетонных конструкций. Общие технические условия
ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры
ГОСТ 27772*88 Прокат для строительных конструкций. Общие технические требования
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайге Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего пода, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте использованы термины по ГОСТ 2601. ГОСТ 5781 и ГОСТ 10922.
4 Типы и обозначение
4.1 Обозначения типов сварных соединений и способов их сварки приведены в таблице 1.
Сварка стержня к пластине
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ
АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ
ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
ТИПЫ, КОНСТРУКЦИИ И РАЗМЕРЫ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ И ИНВЕСТИЦИЯМ
СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ
ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Типы , конструкции и размеры
Welded joints of reinforcement and inserts
for reinforced concrete structures.
Types, constructions and dimensions
Дата введения 01.07.92
Настоящий стандарт распространяется на сварные соединения стержневой арматуры и арматурной проволоки диаметром 3 мм и более, сварные соединения стержневой арматуры с прокатом толщиной от 4 до 30 мм, выполняемые при изготовлении арматурных и закладных изделий железобетонных конструкций, а также при монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций.
Стандарт устанавливает типы, конструкцию и размеры указанных сварных соединений, выполняемых контактной и дуговой сваркой.
1. Обозначения типов сварных соединений и способов их сварки приведены в табл. 1.
Способ и технологические особенности сварки
Положение стержней при сварке
Контактная точечная двух стержней
То же, трех стержней
Дуговая ручная прихватками
Контактная стержней одинакового диаметра
То же, разного диаметра
Контактная стержней одинакового диаметра с последующей механической обработкой
То же, с предварительной механической обработкой
Ванная механизированная под флюсом в инвентарной форме
Дуговая механизированная порошковой проволокой в инвентарной форме
Ванная одноэлектродная в инвентарной форме
Ванная механизированная под флюсом в инвентарной форме спаренных стержней
Дуговая механизированная порошковой проволокой в инвентарной форме спаренных стержней
Ванная одноэлектродная в инвентарной форме спаренных стержней
Дуговая механизированная порошковой проволокой на стальной скобе-накладке
Ванно-шовная на стальной скобе-накладке
Дуговая механизированная открытой дугой голой легированной проволокой (СОДГП) на стальной скобе-накладке
Дуговая ручная многослойными швами на стальной скобе-накладке.
Дуговая ручная многослойными швами без стальной скобы-накладки
Дуговая ручная швами с накладками из стержней
То же, швами с удлиненными накладками из стержней
Дуговая ручная швами без дополнительных технологических элементов
Ванная механизированная под флюсом в комбинированных несущих и формующих элементах
Дуговая механизированная порошковое проволокой в комбинированных несущих и формующих элементах
Ванная одноэлектродная в комбинированных несущих и формующих элементах
Дуговая механизированная порошковой проволокой в комбинированных несущих и формующих элементах
Ванная механизированная под флюсом в комбинированных несущих и формующих элементах спаренных стержней
Дуговая механизированная порошковой проволокой в комбинированных несущих и формующих элементах спаренных стержней
Ванная одноэлектродная в комбинированных несущих и формующих элементах спаренных стержней
Дуговая ручная швами
Контактная по одному рельефу на пластине
То же, по двум рельефам на пластине
Контактная по двум рельефам на арматуре
Дуговая механизированная под флюсом без присадочного металла
Дуговая ручная с малой механизацией под флюсом без присадочного металла
Дуговая механизированная под флюсом без присадочного металла по рельефу
Контактная рельефная сопротивлением
Контактная непрерывным оплавленном
Дуговая механизированная в углекислом газе (СО2) в выштампованное отверстие
Дуговая ручная в выштампованное отверстие
Дуговая механизированная в СО2 в отверстие
То же, в некованное отверстие
Дуговая ручная валиковыми швами в раззенкованное отверстие
2. Условное обозначение сварного соединения имеет следующую структуру:
Пример условного обозначения стыкового соединения, выполненного ванной механизированной сваркой под флюсом в инвентарной форме, положение стержней вертикальное:
d н - номер профиля (номинальный диаметр стержня) по ГОСТ 5781 (на рисунках таблиц изображен условно);
d - внутренний диаметр стержня периодического профиля по ГОСТ 5781;
d 1 - наружный диаметр стержня периодического профиля по ГОСТ 5781;
d ¢ н - номинальный меньший диаметр стержня в сварных соединениях;
d о - меньший диаметр выштампованного, раззенкованного или цекованного отверстия в плоском элементе;
D o - больший диаметр выштампованного, раззенкованного или цекованного отверстия в плоском элементе;
D p - диаметр рельефа на плоском элементе;
D - диаметр грата в стыковых и наплавленного металла в тавровых соединениях;
D ¢ - диаметр обточенной части стержня;
R - радиус кривизны рельефа;
а - суммарная толщина стержней после сварки в месте пересечения;
b - ширина сварного шва; суммарная величина вмятин;
b ¢ , b ² - величина вмятин от электродов в крестообразном соединении;
h - величина осадки в крестообразном соединении; высота сечения сварного шва;
h 1 - высота усиления наплавленного металла;
h 2 - высота усиления корня сварного шва;
Н - высота скобы-накладки;
h св - глубина проплавления (Т8, Т9);
l - длина сварного шва;
l 1 , l 2 - зазоры до сварки между торцами стержней при различных разделках;
l ш - ширина флангового шва (С24 - С32);
l н - длина скоб-накладок, накладок и нахлестки стержней;
l 3 , l 4 - длина сварного шва (С22);
l ¢ - длина обточенной части одного стержня (С4);
L - общая длина обточенной части соединений С3 и С4;
L 1 - длина вставки в соединениях типа С11 - С13;
z - притупления: в разделке торцов стержней под ванную сварку; в плоском элементе соединения Т12;
s - толщина: стальной скобы-накладки, плоских элементов тавровых и нахлесточных соединений;
k - высота рельефа и выштампованного профиля на плоском элементе; катет шва в соединениях С24 - С32 и H1;
k 1 - зазор между стержнем и плоским элементом в соединениях Н2 и Н3;
п - ширина рельефа на плоском элементе;
т - длина рельефа на плоском элементе;
g - высота наплавленного металла или «венчика» в тавровых соединениях;
с; c 1 - размеры наплавленного металла в соединении Т13;
a , a 1 , a 2 , b , b 1 , b 2 , g , g 1 - угловые размеры конструктивных элементов сварных соединений.
5. При выборе рациональных типов сварных соединений и способов сварки следует руководствоваться приложением 2.
6. На конструкции сварных соединений, не предусмотренные настоящим стандартом, следует разрабатывать рабочие чертежи с технологическим описанием условий сварки и ведомственный нормативный документ, учитывающий требования действующих стандартов и утвержденный в установленном порядке.
7. Допускается замена типов соединений и способов их сварки, указанных в чертежах типовых и индивидуальных рабочих проектов зданий и сооружений, на равноценные по эксплуатационным качествам в соответствии с приложением 2.
8. Конструкции крестообразных соединений арматуры, их размеры до и после сварки должны соответствовать приведенным на черт. 1 и в табл. 2, 3.
9. Отношения диаметров стержней следует принимать для соединений типа К1 - от 0,25 до 1,00, типа К2 - от 0,50 до 1,00.
10. Для соединений типов К1 и К2 величину осадки (черт. 1) определяют по формулам:
для двух стержней ;
для трех стержней ,
где а - суммарная толщина стержней после сварки в месте пересечения, мм;
b - суммарная величина вмятин ( b ¢ + b " ), мм.
Величины относительных осадок h/d ¢ н для соединений типа К1 должны соответствовать приведенным в табл. 2. Величины относительных осадок h/d н для соединений типа К2 следует принимать в два раза меньше приведенных в табл. 2, но не менее 0,10.
11. Конструкции стыковых соединений арматуры, их размеры до и после сварки должны соответствовать приведенным в табл. 4 - 17.
12. В соединениях типа С2 - Кн отношение d ¢ н /d н допускается от 0,3 до 0,85 при предварительном нагреве стержня большего диаметра в режиме сопротивления, используя для этого вторичный контур стыковых сварочных машин и специальные устройства.
13. Конструкции нахлесточных соединений арматуры, их размеры до и после сварки должны соответствовать приведенным в табл. 18 - 21.
14. Конструкции тавровых соединений арматуры с плоскими элементами закладных изделий, их размеры до и после сварки должны соответствовать приведенным в табл. 22 - 29.
16. Основные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из листового, полосового и профильного металлопроката, используемых в закладных и соединительных изделиях железобетонных конструкций, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 5264 и ГОСТ 8713.
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
РУКОВОДЯЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО СВАРКЕ И КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЙ АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Настоящие Руководящие технические материалы (РТМ 393-94) разработаны в НИИЖБ Госстроя России "Инструкции по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций (СН 393-79)", а также в развитие:
ГОСТ 10922-90* "Арматурные и закладные изделия сварные, соединения сварные арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций. Общие технические условия";
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 10922-2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
а также в части требований к арматуре и закладным изделиям:
СНиП 2.03.01-84* "Бетонные и железобетонные конструкции";
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют СНиП 52-01-03, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции";
СНиП 3.09.01-85 "Производство сборных железобетонных конструкций и изделий".
РТМ 393-94 разработаны коллективом авторов:
кандидаты технических наук: A.M.Фридман, Т.И.Мамедов;
инженеры: Г.Г.Гурова, В.М.Скубко.
РТМ 383-94 подготовлены к изданию и выпуску Фондом помощи строительному делу и прогрессивным начинаниям.
РТМ 393-94 рекомендованы секцией НТС НИИЖБ Госстроя России к применению в качестве основного технологического документа по сварке арматуры и закладных изделий железобетонных конструкций и контролю их качества на предприятиях строительной индустрии, в монтажных и проектных организациях, а также при лицензировании деятельности предприятий и сертификации выпускаемой ими продукции.
ЧАСТЬ I. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАВОДСКОЙ И МОНТАЖНОЙ СВАРКИ СОЕДИНЕНИЙ АРМАТУРЫ И ЗАКЛАДНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.2. Руководящие технологические материалы содержат требования по технологии сварки соединений арматуры между собой и с плоскими элементами проката при изготовлении арматурных изделий (сеток, каркасов, стыковых соединений стержней) и закладных изделий, а также при монтаже элементов сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций. Устанавливают методы и объемы контроля качества сварных соединений.
Конструкции сварных соединений, класс и марка арматурной стали и металлопроката должны быть указаны в проектной документации.
1.4. Способы и технологию сварки, а также область применения арматуры различных классов и марок стали с учетом эксплуатационных качеств сварных соединений надлежит выбирать, пользуясь табл.1.1 и приложением 2 настоящих РТМ.
Способ контактной точечной сварки стержня с пластиной
Изобретение относится к способу контактной точечной сварки пластины со стержнем и может быть использовано в авиастроении, ракетостроении, судостроении и других отраслях машиностроения для получения соединений игольчатого крепежа, предназначенного для крепления деталей из композиционных материалов. Диаметр отверстия в пластине задают не более чем на 0,20 мм больше диаметра стержня. Перед пропусканием основного импульса тока пропускают подогревающий импульс с величиной тока 0,6-0,7 от тока основного импульса и длительностью 0,6-0,8 с. Величину тока основного импульса выбирают в диапазоне (1,2-1,3)I0, где I0 - величина тока импульса при сварке пакета из двух листов с суммарной толщиной, равной толщине пластины. 8 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области образования неразъемных соединений, возникающих в результате нагрева металла протекающим через детали электрическим током и пластической деформации зоны соединения.
Контактная точечная сварка находит широкое применение в производстве летательных аппаратов, в судостроении и автомобилестроении.
Известен способ контактной точечной сварки заклепки с пластиной (см. Кочергин К.А. Контактная сварка. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987 - 240 с. с ил., с.109, рис.2.27). При данном способе контактной сварки в верхнем электроде контактной машины выполняют отверстие, в которое устанавливают стержень заклепки. Регламентируют высоту выступания головки заклепки относительно рабочей поверхности верхнего электрода. Со стороны пластины размещают электрод с плоской рабочей поверхностью. Затем электроды сближают до касания головкой заклепки поверхности пластины, пропускают импульс сварочного тока и включают усилие осадки.
За счет протекания тока происходит разогрев деталей в зоне контакта головки заклепки с пластиной, образуется жидкая прослойка металла, при кристаллизации которой формируется соединение.
Недостатком данного способа сварки заклепки с пластиной является частое образование выплеска при формировании соединения. Это снижает качество соединений, что недопустимо при изготовлении ответственных деталей таких, как втулки крепления радиопрозрачного конуса летательного аппарата из композиционного материала. Кроме того, при реализации данного способа необходимо дополнительное устройство для точного позиционирования заклепок относительно друг друга (сохранение постоянства шага приварки заклепок).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ контактной сварки заклепки с потайной головкой с пластиной (Технология и оборудование контактной сварки. Учебное пособие. Под редакцией Орлова Б.Д. - М.: Машиностроение. 1975, 536 с.: ил. стр.172, рис.5.25з). При данном способе в пластине выполняют отверстие, которое создает вариант контакта «острой гранью». Высокая плотность тока поддерживается малой площадью соприкосновения острой кромки отверстия с наклонной поверхностью головки заклепки.
Недостатком прототипа является формирование соединения без образования жидкой фазы, что делает его не контролепригодным. Кроме того, такой вариант формирования соединения отличается большим разбросом прочности (разрушающего усилия).
Предлагаемый способ контактной сварки пластины со стержнем обеспечивает формирование жидкой фазы в контакте между стержнем и пластиной и, как следствие, стабилизацию прочностных свойств получаемых соединений.
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, обеспечивается выполнением в пластине отверстия размером, не более чем на 0,20 мм превышающим диаметр стержня, перед пропусканием основного импульса тока пропусканием подогревающего импульса с величиной тока 0,6-0,7 от тока основного импульса и длительностью 0,6-0,8 с, а величину тока основного импульса выбирают в диапазоне (1,2-1,3)I0, где I0 - величина тока импульса при сварке пакета из двух листов с суммарной толщиной, равной толщине пластины.
Подробнее сущность заявляемого способа поясняется чертежами:
на фиг.1 показана схема сборки соединения стержня с пластиной под сварку в соответствии с заявляемым способом;
на фиг.2 - схема сварки стержня с пластиной в соответствии с заявляемым способом;
на фиг.3 - структура соединения стержня с пластиной при зазоре между деталями 0,25 мм;
на фиг.4 - макроструктура соединения стержня с пластиной при зазоре 0,15 мм после подогревающего импульса с величиной тока 0,65 от тока основного импульса и длительностью 0,7 с;
на фиг.5 - схема (а) и макроструктура (б) соединения при токе импульса 1,1I0;
на фиг.6 - схема (а) и макроструктура (б) соединения при токе импульса 1,25I0;
на фиг.7 - схема (а) и макроструктура (б) соединения при токе импульса 1,4I0;
на фиг.8 - внешний вид пластины с рядом приваренных стержней.
Сборку соединения стержня 1 с пластиной 2 под сварку осуществляют следующим образом. В пластине 2 (фиг.1) выполняют отверстие диаметром D. Диаметр отверстия в пластине выбирают не более чем на 0,20 мм больше диаметра d0 стержня.
Сварка осуществляется следующим образом: стержень 1 устанавливается в отверстии в пластине 2 (фиг.2). Под пластину 2 подводится нижний электрод 3. Стержень 1 располагается в отверстии в промежуточном электроде 5. Промежуточный электрод 5 размещают под верхним 4 электродом контактной машины. После сжатия верхнего 4 и нижнего 3 электродов машины через них (и соответственно промежуточный электрод 5) пропускают импульс сварочного тока. В результате прохождения импульса тока в контакте между стержнем 1 и поверхностью отверстия в пластине 2 образуется литое ядро 6.
Сборка соединения стержня 1 с пластиной 2 без зазора практически невозможна. Величина зазора оказывает существенное влияние на формирование соединения. При плотном соединении (запрессовке стержня 1 в отверстие в пластине 2) возможно образование литого ядра 6. Однако на практике это требует повышения требований к точности сборки и усложнения процесса соединения стержней с пластиной.
Практически величина зазора между стержнем 1 и поверхностью отверстия в пластине 2 колеблется в пределах 0,01-0,10 мм на сторону. Формирование литого ядра в пластине 2 и в теле стержня 1 наблюдается при зазоре не более 0,04 мм. При большей величине зазора наблюдается выплеск, сопровождающийся формированием полости в литом ядре (фиг.3). Кроме того, при большой величине зазора наблюдается формирование литого ядра только в пластине 2, а в стержне 1 оно отсутствует.
Для устранения зазора между стержнем 1 и пластиной 2 применяется подогревающий импульс. Величину тока подогревающего импульса выбирают в диапазоне 0,6-0,7 от тока основного импульса. Назначение подогревающего импульса заключается в том, чтобы разогреть металл пластины вокруг стержня и путем его деформирования за счет давления электродом устранить зазор между стержнем и пластиной. При величине тока в подогревающем импульсе меньше чем 0,6 от тока основного импульса не наблюдается достаточного разогрева металла пластины 2 вокруг стержня 1 и не происходит устранения зазора между указанными деталями перед пропусканием основного импульса тока. При величине тока подогревающего импульса более 0,7 от тока основного импульса наблюдается образование литого ядра в материале пластины 2 и его выплеск в зазор между пластиной 2 и стержнем 1. Поэтому величину тока подогревающего импульса задают в пределах 0,6-0,7 от тока основного импульса.
На степень разогрева металла пластины 2 вокруг стержня 1 большое влияние оказывает время протекания тока подогревающего импульса. При длительности подогревающего импульса менее 0,6 с не происходит достаточного разогрева металла пластины 2 вокруг стержня 1 и зазор не устраняется. При времени протекания подогревающего импульса 0,6-0,8 с наблюдается разогрев металла пластины 2 вокруг стержня 1 до пластичного состояния и устранение зазора между указанными деталями до пропускания основного импульса (фиг.4). Увеличение времени пропускания подогревающего импульса тока более 0,8 с нецелесообразно, так как это не приводит к устранению зазоров большей величины, а сопровождается укрупнением зерна металла в зоне термического влияния. Такое укрупнение зерна сопровождается снижением механических свойств соединений.
Применение подогревающего импульса тока позволяет устранить зазор в соединении стержня 1 с пластиной 2 величиной 0,20 мм.
На формирование соединения стержня с пластиной существенное влияние оказывает ток основного импульса. Величину тока импульса в процессе сварки задают равной величине 1,2-1,3 тока импульса при сварке пакета из двух листов, суммарной толщиной, равной толщине пластины. При токе основного импульса менее 1,2 от тока импульса при сварке пакета из двух листов, суммарной толщиной, равной толщине пластины, формирование литого ядра 6 происходит только в материале пластины 2 (фиг.5а, б) и не затрагивает материал стержня 1. В этом случае отсутствует металлическая связь в соединении, которое характеризуется низким значением разрушающего усилия.
При токе основного импульса 1,2-1,3 тока импульса при сварке пакета из двух листов, суммарной толщиной, равной толщине пластины, имеет место формирование литого ядра 6 в пластине 2 и в теле стержня 1 (фиг.6). Это обеспечивает надежное соединение деталей и высокие значения разрушающего усилия.
При токе основного импульса более 1,3 тока импульса при сварке пакета из двух листов, суммарной толщиной, равной толщине пластины, литое ядро 6 выходит на поверхность пластины 2 и весьма вероятно образование выплеска 7 (фиг.7). При этом снижаются значения разрушающего усилия.
Таким образом, качественное формирование соединения стержня 1 с пластиной 2 с наиболее высокими значениями разрушающего усилия достигается при использовании импульса тока величиной 1,2-1,3 тока импульса при сварке пакета из двух листов, суммарной толщиной, равной толщине пластины.
Были проведены эксперименты по контактной сварке пластины из сплава ВТ6С толщиной 3 мм со стержнем из сплава ВТ 16 диаметром 3 мм. Длина стержня составляла 16 мм. До сварки в пластине выполняли отверстие, диаметр которого 3,1 мм.
Для сварки штыря с пластиной использовалась машина для контактной точечной сварки марки МТ-2023. В качестве режима сварки был выбран режим, обеспечивающий формирование литого ядра диаметром 5,9-6,1 мм при соединении пакета из двух листов сплава ВТ6С толщиной 3+3 мм: ток импульса 10,0 кА, длительность импульса 0,2 с, усилие сжатия электродов 5,4-5,9 кН. Полученные результаты приведены в таблице.
| № п.п. | Подогревающий импульс | Основной импульс | Характер формирования соединения | Разрушающее усилие, кН | ||
| Ток, кА | Время, с | Ток, кА | Время, с | |||
| 1 | 6,88 | 0,7 | 12,5 | 0,2 | Не устраняется зазор между деталями | - |
| 2 | 7,50 | 0,7 | 12,5 | 0,2 | Наблюдается устранение зазора между стержнем и пластиной до 0,2 мм (фиг.4) | - |
| 3 | 8,12 | 0,7 | 12,5 | 0,2 | ||
| 4 | 8,75 | 0,7 | 12,5 | 0,2 | ||
| 5 | 9,38 | 0,7 | 12,5 | 0,2 | Наблюдается образование выплеска литого ядра из зазора между стержнем и пластиной | - |
| 6 | 8,12 | 0,5 | 12,5 | 0,2 | Не устраняется зазор между деталями из-за недостаточного разогрева металла пластины | - |
| 7 | 8,12 | 0,6 | 12,5 | 0,2 | Наблюдается устранение зазора между стержнем и пластиной до 0,2 мм (фиг.4) | - |
| 8 | 8,12 | 0,65 | 12,5 | 0,2 | ||
| 9 | 8,12 | 0,7 | 12,5 | 0,2 | ||
| 10 | 8,12 | 0,8 | 12,5 | 0,2 | Наблюдается увеличение размера зерна в зоне термического влияния | - |
| 11 | 8,12 | 0,65 | 11,0 | 0,2 | Отсутствие литого ядра в теле стержня (фиг.5) | 1700 |
| 12 | 8,12 | 0,65 | 12,0 | 0,2 | Формирование литого ядра в теле стержня и в материале пластины (фиг.6) | 3400 |
| 13 | 8,12 | 0,65 | 12,5 | 0,2 | 4500 | |
| 14 | 8,12 | 0,65 | 13,0 | 0,2 | 5200 | |
| 15 | 8,12 | 0,65 | 13,5 | 0,2 | Выход литого ядра на поверхность пластины и образование выплеска | 3300 |
Из приведенных данных следует, что использование заявляемого способа контактной точечной сварки стержня с пластиной из титановых сплавов обеспечивает получение качественного соединения с высокими прочностными свойствами. Применение способа возможно при изготовлении игольчатых лент крепления узлов из композиционного материала к фюзеляжу летательного аппарата. Внешний вид игольчатой ленты, полученной с применением заявляемого способа, представлен на фиг.8.
Способ контактной точечной сварки пластины со стержнем, выступающим с обеих сторон пластины, при котором в пластине выполняют сквозное отверстие, стержень устанавливают в отверстии в пластине, собранные детали размещают между электродами контактной машины, после чего электроды сжимают и пропускают импульс электрического тока, отличающийся тем, что диаметр отверстия в пластине задают не более, чем на 0,20 мм больше диаметра стержня, перед пропусканием основного импульса тока пропускают подогревающий импульс с величиной тока 0,6-0,7 от тока основного импульса и длительностью 0,6-0,8 с, а величину тока основного импульса выбирают в диапазоне (1,2-1,3)I0, где I0 - величина тока импульса при сварке пакета из двух листов с суммарной толщиной, равной толщине упомянутой пластины.
Изобретение относится к способу контактной точечной сварки штыря с пластиной из титановых сплавов и может быть использовано в авиастроении, ракетостроении, судостроении и других отраслях машиностроения для получения соединений игольчатого крепежа, предназначенного для крепления деталей из композиционных материалов.
Изобретение относится к контактной сварке, в частности к рельефной, и может быть использовано при рельефной сварке деталей из алюминиевых сплавов. .
Изобретение относится к сварке, в частности к способам сварки давлением, и может найти применение при изготовлении амортизаторов в автомобилестроении. .
Изобретение относится к сварке, конкретно к способу получения силовых точек на смешанных пакетах, содержащих элементы из металлокомпозитов. .
Читайте также: