Лекция № 15. Магнитно-импульсная сварка.

Сущность магнитно-импульсной сварки.

Магнитно-импульсная сварка относится к способам сварки с высокоинтенсивным силовым воздействием. Она характеризуется высокой скоростью соударения соединяемых деталей и малой длительностью процесса, стабильностью воспроизведения рабочих режимов, высокой производительностью.

Магнитно-импульсная сварка – сварка с применением давлением, при которой соединение осуществляется в результате соударения свариваемых частей, вызванного воздействием импульсного магнитного поля. Малая длительность процесса магнитно-импульсной сварки и отсутствие рекристаллизации или образования новых фаз в зоне соединения позволяет предположить, что прочность соединения определяется числом атомов, образовавших химические связи и релаксации упругих напряжения в той мере, в какой это необходимо для возникновения связей.

Рис. 15.1. Схема магнитно-импульсной сварки:

Метаемая деталь; 2 – неподвижная деталь; 3 – индуктор-концентратор; 4 – центрирующая металлическая оправка; ЗУ – зарядное устройство; С – емкость накопителя; З – разрядник.

Свариваемые метаемые 1 и неподвижные 2 детали с зазором вводят в рабочую зону индуктора 3, питаемого током от мощной батареи конденсаторов С. При разряде конденсаторных батарей ток, протекающий через индуктор, образует в окружающем его пространстве электромагнитное поле, которое наводит вихревой ток в подвижной детали. Взаимодействие двух встречно-направленных токов приводит в движение метаемую деталь, которая мгновенно с большой скоростью перемещается до соударения с неподвижной деталью, обеспечивая их сварку.

Основными управляемыми параметрами магнитно-импульсной сварки является энергия магнитного импульса W, толщина метаемой детали s, зазор между неподвижной и метаемой деталями , а также величина ввода метаемой детали в рабочую зону индуктора b и длина ее метаемого участка l₀.

15.1. Технологические возможности.

Магнитно-импульсной сваркой соединяют трубчатые детали диаметром до 100 мм как между собой, так и с другими деталями, а также плоские детали по внутреннему и наружному контуру с толщиной метаемых деталей 0, 5 – 2, 5 мм при минимальной толщине неподвижных деталей 0, 3 мм. Магнитно-импульсной сваркой сваривают алюминий, алюминиевые сплавы, медь, нержавеющие стали и титановые сплавы в однородном и разнородном сочетании.

Технология магнитно-импульсной сварки.

15.2.1. Подготовка поверхностей к сварке.

Очистка свариваемых поверхностей включает следующие операции: удаление внешних загрязнений, масла, краски, пыли и других; обезжиривание в бензине, ацетоне свариваемых поверхностей и инструмента; механическая зачистка специальным резаком, шабером; обезвоживание спиртом.

15.2.2. Выбор параметров режима.

В режим магнитно-импульсной сварки входят следующие параметры:

1) нормальная скорость соударения метаемой детали v_н:

где - магнитная индукция, Тл; – плотность материала, кг/м³; – магнитная проницаемость, Гн/м; - напряжение магнитного поля, А/м; I – сила тока; r – радиус рабочей зоны индуктора.

2) скорость движения точки контакта свариваемых материалов:

где – угол соударения.

3) нормальное давление соударения Р_к.

Сварное соединение при магнитно-импульсной сварке образуется при v_н=150-300м/с и v_к=1500-2400м/с независимо от начальных параметров процесса при Р_к=400-500МПа.

15.2.3. Оборудование

Магнитно-импульсная установка представляет собой комплекс энергетического и технологического оборудования.

В настоящее время в эксплуатации находятся универсальные установки разных модификаций типа МИУ-20, МИУ-50, МИУ-100, ЭМУ-1, ЭМУ-2 и другие.

Основным узлом магнитно-импульсной установки является индуктор, состоящий из токопроводящей спирали, токоподводов, изоляции и элементов механического усилия. Индукторы делятся по назначению – для обжима, раздачи трубных и деформации плоских деталей; по принципу работы – одноступенчатые, многоступенчатые, с непосредственным подводом тока к метаемой детали.

Контрольные вопросы:

⇐ Предыдущая 9 10 11 12 131415 16 17 18 Следующая ⇒