WWW.NAUKA.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Книги, издания, публикации
 


«Схемы точечной Схемы шовной сварки сварки Схемы сварки Схема стыковой тавровых сварки соединений Рис. 1 Основные схемы холодной сварки Точечной сваркой соединяют детали внахлестку. ...»

ЛИСТ ДАННЫХ

ХОЛОДНАЯ СВАРКА МЕТАЛЛОВ

I. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Предлагается уникальная технология сварки алюминия, меди и других цветных

металлов, отличающаяся от всех остальных способов сварки тем, что она происходит

без нагрева металла только за счет его пластического деформирования под действием

внешней нагрузки. Величина давления при этом должна в 8-10 раз превосходить предел текучести металла.

Кроме алюминия и меди холодной сваркой соединяют Ni, Ti, Pb, In, Ag, Au и большинство их сплавов.

Схемы точечной Схемы шовной сварки сварки Схемы сварки Схема стыковой тавровых сварки соединений Рис. 1 Основные схемы холодной сварки Точечной сваркой соединяют детали внахлестку. Соединение, получающееся в результате вдавливания пуансонов в подготовленные для сварки детали, называют сварной точкой. Вдавливание пуансона можно производить как с обеих сторон (верхняя часть схемы), так и с одной стороны (средняя часть схемы). Предварительное поджатие свариваемых деталей (нижняя часть схемы) обеспечивает повышенную прочность сварной точки.

Шовная сварка осуществляется двумя основными путями:

1) последовательным выполнением перекрывающихся точек при непрерывном выполнении сварного шва. Сварка производится вращающимися роликами (верхняя часть схемы);

2) одновременным соединением деталей по всей длине шва. Сварка производится цилиндрическим пуансоном с кольцевым рабочим выступом (нижняя часть схемы).

Для осуществления стыковой холодной сварки детали зажимают с вылетами соответственно в специальных губках, после чего прикладывают осевое усилие, вызывающее пластическую деформацию (осадку) выпущенных из губок концов деталей. При этом образуется сварное соединение.

Для получения таврового соединения путем холодной сварки одну деталь (пруток или пластину) зажимают в губках (как при стыковой сварке) и располагают перпендикулярно другой детали (пластине). Затем прикладывают усилие. При этом верхняя деталь вдавливается в нижнюю и происходит их сварка.

Свойства сварных соединений Благодаря наклепу (уплотнению) металла в процессе его пластического деформирования прочность холодносварного стыка выше прочности целого металла.

Поэтому при растяжении сварной стык не разрушается (см. рис. 2). Образцы стыковой сварки выдерживают испытания на изгиб, волочение, скручивание, вибрацию.

стык начало разрыва на растяжение на изгиб Рис. 2 Образцы стыковой сварки после испытаний Приведем примеры успешного применения холодной сварки для решения важных технических проблем.

1. Применение алюминия в качестве токопроводящего материала (взамен меди) в изделиях электротехники, энергетики и цветной металлургии.

Алюминий уступает меди в 1,7 раза по электропроводности, но зато в 3,4 раза легче ее. Отсюда следует, что эквивалентная по электропроводности масса алюминия в 2 раза меньше массы меди, т.е. применение алюминия в качестве токопроводящего материала экономически выгодно.

Главное препятствие на пути применения алюминия в электротехнике - низкое качество разъемного (болтового) соединения алюминия с медью.

Такие соединения неизбежны, т.к. обмотки, шины и другие части электротехнических изделий необходимо соединять с коммутирующей аппаратурой,

–  –  –

300 на ток 300 А Сварочный выпрямитель ВД- 3 34,5 14,3 53,68 18,44 1,74 33,50 301 на ток 1200 А * - Стоимость 1 кг меди - $ 1,55, 1 кг алюминия - $ 1,29 – данные лондонской биржи металлов (LME) на 13.11.2002 г.

Данные, приведенные в табл. 1 и 2, показывают, что применение алюминия взамен меди экономически выгодно.

Рис. 3 Образец стыковой холодной сварки алюминия с медью сечением 10х100 мм2 Образец, показанный на рис. 3, никакими другими способами сварки не может быть получен.

Мы являемся единственной в мире фирмой, которая умеет надежно сваривать алюминий с медью такого сечения.

Многолетний российский опыт применения алюминия взамен меди для электротехнических целей подтверждает правильность такого технического решения и его экономические преимущества.

2. Герметизация емкостей, содержащих вещества, не допускающие нагрева.

Такими емкостями являются:

• корпуса полупроводниковых приборов, выполненные из меди и ее сплавов с диаметральными размерами от 11 до 70 мм;

• алюминиевые банки, наполненные взрывоопасным веществом;

• контейнеры, содержащие радиоактивные вещества;

Эти емкости состоят, как правило, из цилиндрического корпуса, имеющего отбортовку, и крышки, диаметр которой равен диаметру отбортовки корпуса. Образцы изделий, загерметизированных холодной сваркой, представлены на рис. 4.

Рис. 4 Корпуса полупроводниковых приборов, загерметизированные холодной сваркой Сварка производилась по схеме 2а (рис. 1).

При герметизации емкостей путем холодной сварки свойства металла в процессе пластического деформирования только улучшаются, т.к. под давлением происходит уплотнение металла. Опытные данные показывают, что свойства сварного шва не уступают свойствам металла при любой степени вакуума.

Независимость качества соединения от скорости приложения внешней нагрузки позволяет производить сварку достаточно быстро. Сварной шов по всему периметру изделия образуется за один ход сварочного пресса. В связи с этим наиболее рациональным видом оборудования для холодной сварки в данном случае являются машины-полуавтоматы и автоматы.

Опыт применения шовной холодной сварки для различного рода изделий показал, что она обеспечивает практически любые требования герметичности шва, предъявляемые к этим изделиям.

3. Изготовление ребристых охладителей силовых полупроводниковых приборов.

Одной из главных задач развития силовой полупроводниковой техники является создание мощных приборов, рассчитанных на токи выше 1000 А. Наиболее эффективны такие приборы при их воздушном охлаждении с помощью ребристых охладителей, присоединяемых непосредственно к приборам.

Известные методы изготовления ребристых охладителей – литье, горячее прессование – имеют серьезные технологические ограничения и не позволяют создавать оптимальные конструкции охладителей.

Главное ограничение – и при литье, и при прессовании - невозможность получения ребер толщиной менее 3 мм при высоте ребра 60-70 мм. Поэтому количество ребер на основании охладителя является недостаточным для интенсивного отвода тепла от прибора при его нагреве в ходе работы.

Принципиально новая технология изготовления охладителей (как алюминиевых, так и медных) с помощью холодной сварки позволила полностью избавиться от ограничений, присущих литью и прессованию, и создать охладители с требуемой поверхностью охлаждения.

С помощью холодной точечной сварки охладители изготавливали из листового материала путем присоединения тонких и высоких гофрированных ребер к массивному основанию (к другой стороне которого крепили прибор).

При этом, по сравнению с литыми и прессованными охладителями, увеличивается количество ребер, т.е. улучшаются условия охлаждения полупроводникового прибора. Особенно эффективно это в системах с принудительным охлаждением, где может быть существенно снижена мощность вентиляторов, с помощью которых продувается воздух между ребрами.

Испытания холодносварных охладителей показали, что по массе они на 30-40 % легче своих литых и прессованных аналогов, не уступая им ни по какому иному техническому параметру.

Это открывает путь создания менее металлоемких преобразовательных и иных устройств, в которых применяются силовые полупроводниковые приборы.

Образец алюминиевого холодносварного охладителя с прикрепленным к нему полупроводниковым прибором представлен на рис. 5.

Рис. 5 Охладитель полупроводникового прибора, изготовленный при помощи холодной сварки Предлагаемая технология холодной сварки уникальна потому, что, благодаря отсутствию нагрева металла, она является единственным, не имеющим конкурентов, способом получения надежных соединений алюминия с медью, титана с медью и других разнородных металлов.

II. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

–  –  –

* Длина деталей может быть практически любой.

** Ширина отбортовки - приблизительно 1,5 суммарной толщины соединяемых деталей, но не менее 1,5 мм

III. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Электротехника

–  –  –

IV. ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕДЛАГАЕМОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПО СРАВНЕНИЮ С

СУЩЕСТВУЮЩИМИ АНАЛОГАМИ

Благодаря отсутствию нагрева, холодная сварка имеет следующие преимущества:

свойства металла в зоне стыка не ухудшаются (что происходит при сварке с нагревом);

прочность сварного стыка (за счет уплотнения при деформации) превосходит прочность целого металла (в отличие от сварки с нагревом);

холодная сварка - единственный надежный способ сварки алюминия с медью.

При сварке с нагревом в стыке алюминий - медь неизбежно образуется хрупкая интерметаллидная прослойка, снижающая качество соединения. Поэтому при соединении алюминия с медью ни один из других известных способов сварки не в состоянии конкурировать с холодной сваркой;

можно герметизировать емкости, содержащие вещества, не допускающие нагрева (взрывчатые, полупроводниковые, радиоактивные и др.);

можно производить сварку в огнеопасной и взрывоопасной средах;

сохраняются магнитные, электрические и сверхпроводящие свойства соединяемых материалов.

При выполнении холодной сварки не нужны флюсы, припои, защитные газы, присадочные и другие материалы.

Холодная сварка - экологически чистый процесс, при котором отсутствуют:

газовые выделения;

брызги расплавленного металла;

световое и электромагнитное излучения и радиопомехи;

шум;

вибрация.

Технология и оборудование холодной сварки достаточно просты и не требуют длительного периода тренинга при подготовке персонала.

Качество сварного соединения не зависит от скорости приложения нагрузки, в связи с чем возможна механизация и автоматизация процесса.

V. НЕДОСТАТКИ ПРЕДЛАГАЕМОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПО СРАВНЕНИЮ С

СУЩЕСТВУЮЩИМИ АНАЛОГАМИ

К недостаткам технологии холодной сварки относятся:

невозможность ее применения для соединения черных металлов;

ограничения в форме и размерах соединяемых деталей. Например, холодную сварку нельзя применить при сварке труб большой длины;

стыковая холодная сварка не может быть применена для соединения многожильных тонких проводов;

холодная сварка, как правило, невыполнима в труднодоступных местах;

замена одних свариваемых деталей другими требует переналадки оборудования и замены оснастки. Поэтому холодная сварка, как правило, не применяется в мелкосерийном производстве.

Va. СРАВНЕНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ХОЛОДНОЙ СВАРКИ

Проведенный поиск мировой литературы по теме "Холодная сварка" показал, что наиболее близким аналогом является разработка Британской фирмы BWE.

Ниже приводятся сравнительные данные представленных технологий и технологий фирмы BWE.

–  –  –

свариваемых деталей, мм2 Таким образом, предлагаемая технология обладает гораздо более широкими возможностями и, следовательно, позволяет решать намного больше проблем, возникающих в разных областях науки и техники.

VI. ЗАЩИТА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

Работы по холодной сварке проводятся непрерывно, начиная с 1960 г. в специально организованной для этого лаборатории Института сварки (тогда он назывался ВНИИЭСО). Многие разработки как по технологии, так в конструкциях сварочных машин оригинальны и были защищены авторскими свидетельствами СССР и иностранными патентами.

Группа Строймана И.М. получила 19 авторских свидетельств (патентов) СССР и России (см. приложение 1) и 5 иностранных патентов (см. приложение 2).

Наибольшая их доля приходится на начальный период работы лаборатории (см.

табл. 5).

–  –  –

Как видно из таблицы, пик творческой активности группы Строймана И.М.

приходится на первые 15 лет. В этот период были получены основные технические решения, как по технологии холодной сварки, так и по конструкциям сварочных машин.

Эти решения оказались настолько фундаментальными, что не утратили своего значения до настоящего времени, несмотря на то, что патентовались они 30-40 лет тому назад.

В настоящее время мы располагаем рядом "ноу-хау" в применении холодной сварки, конструкциях и оборудовании, которые являются составной частью применяемой технологии. Эти "ноу-хау" могут быть соответствующим образом оформлены в качестве элементов интеллектуальной собственности при передаче технологии заказчику.

VII. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Холодная сварка - технология, предназначенная для соединения цветных металлов - алюминия, меди, Ni, Ti, Pb, In, Ag, Au и их сплавов.

VIII. ОРГАНИЗАЦИИ, ГДЕ РАЗРАБАТЫВАЛАСЬ ТЕХНОЛОГИЯ ХОЛОДНОЙ

СВАРКИ

1. Институт сварки России (ВНИИЭСО) - г. Санкт-Петербург, Литовская ул., д. 10

2. ЗАО "Электрик-МИКС" - г. Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 8

3. Ведущий ученый - руководитель группы Кандидат технических наук, лауреат государственной премии СССР Стройман И.М.

Место работы: ЗАО "Электрик-МИКС".

Должность: научный консультант.

Контактные телефоны: (812) 232-33-17, (812) 346-87-30.

IX. ДЕЙСТВИЯ ПО ЛИЦЕНЗИРОВАНИЮ (ДО НАСТОЯЩЕГО ВРЕМЕНИ)

В 1997 и 1999 гг. И.М. Стройман приезжал в США, чтобы представить технологию холодной сварки ряду американских компаний и отраслей промышленности. Группа И.М. Строймана разрабатывала применение этой технологии в пищевой промышленности.

X. ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Основной литературный источник - монография Строймана И.М. "Холодная сварка металлов", Издательство "Машиностроение", Ленинград, 1985, 224 с.

–  –  –

Изобретение: "Машина для стыковой холодной сварки давлением" Авторы: Стройман И.М., Крупский И.И., Файгенбаум Д.С., Кондратенко И.Н., Воробьев Ю.А.

Заявитель: Институт электросварочного оборудования (ВНИИЭСО).

–  –  –




Похожие работы:

«Достопримечательности – город Зальцбург Достопримечательности города Зальцбурга – часы работы и цены 2015 Альпийский канал.. страница 1 Музей «Мир Библии»..страница 1 Ботанический сад.. страница 1 Археологический музей Кафедрального собора..страница 2 Соборный квартал..страница 2 Фестивальные концертные залы..страница 3 Крепость Хоэнзальцбург.. страница 3 Крепостной фуникулёр.. страница 4 Крепостной музей.. страница 5 Мемориальный исследовательский музей Георга Тракля. страница 6 Дом природы...»

«ИНСТРУКЦИЯ № 2015/16 по применению дезинфицирующего средства «Перфектан Нью (Perfektan NEU)» Инструкция разработана ФБУН Научно-исследовательский институт дезинфектологии Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН НИИДезинфектологии Роспотребнадзора); ФГБУ «Научно-исследовательский институт вирусологии им. Д.И. Ивановского» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского» Минздрава России). Авторы:...»

«УПОЛНОМОЧЕННЫЙ ПО ПРАВАМ ЧЕЛОВЕКА В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ Доклад О ПРОБЛЕМАХ РЕАЛИЗАЦИИ КОНСТИТУЦИОННЫХ ПРАВ И СВОБОД ГРАЖДАН НА ТЕРРИТОРИИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ В 2012 ГОДУ Красноярск 2013 ББК 67.400.7(2РОС-4Кра) УДК 342.716(571.51) Доклад Уполномоченного по правам человека в Красноярском крае «О проблемах реализации конституционных прав и свобод граждан на территории Красноярского края в 2012 году». – Красноярск, 2013. – 248 с. Доклад размещен на сайте Уполномоченного по правам человека в...»

«Материалы подготовлены Московским центром непрерывного математического образования www.mccme.ru Аналитические материалы По результатам проведения Национального исследования качества начального общего образования в 4 классах по предметам: «Русский язык», «Математика», «Окружающий мир» Часть 3 Математика Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки 2015 г. МАТЕМАТИКА Общие результаты В исследовании по математике приняли участие 20 788 обучающихся 4 классов. На рисунке 1 представлена...»

«Л. Я. Ауэрман ТЕХНОЛОГИЯ ХЛЕБОПЕКАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА И здание девятое, переработанное и дополненное Допущено Министерством образования РФ в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности 4Технология хлеба, мучных кондитерских и макаронных изделий» Санкт-Петербург ББК 36.8 У Д К 664.61.011(075) А 93 А 93 Ауэрман Л. Я. Технология хлебопекарного производства: Учебник. —9-е изд.; псрераб. и доп. / Под общ. ред. Л. И. Пучко­ вой. — СПб: Профессия, 2005. — 416 с., ил. Изложены...»

«РЕГИОНАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ТАРИФАМ КИРОВСКОЙ ОБЛАСТИ ПРОТОКОЛ заседания правления региональной службы по тарифам Кировской области №7 13.03.2015 г. Киров Беляева Н.В.Председательствующий: Мальков Н.В. Члены правлеВычегжанин А.В. ния: Троян Г.В. Петухова Г.И. Кривошеина Т.Н. Юдинцева Н.Г. отпуск Отсутствовали: Никонова М.Л. по вопросам электроэнергетики Владимиров Д.Ю. по вопросам электроэнергетики Трегубова Т.А. Секретарь: Ивонина З.Л., Новикова Ж.А., УполномоченСеменова Е.В., Петухова С.Н., ные по...»

«ПРОТОКОЛ заседания Правления Службы Республики Коми по тарифам от 13 декабря 2012 года № 103 Службой Республики Коми по тарифам в целях соблюдения принципа обеспечения открытости и доступности для потребителей, в том числе для населения, процесса тарифного регулирования, а также принципа обеспечения доступности для потребителей и иных лиц информации о формировании тарифов в газете «Республика» от 30 октября 2012 года № 201 было опубликовано информационное письмо о проведении заседаний Правления...»








 
2016 www.nauka.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Книги, издания, публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.