×
10.09.2015
216.013.777c

УСТАНОВКА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Установка может быть использована при сварке трением прессованных или катаных тонкостенных полуфабрикатов неограниченной длины из алюминиевых сплавов. Сварочный инструмент закреплен на корпусе, имеющем привод его поступательного перемещения вдоль линии сварки по горизонтальной поверхности свариваемых элементов. Механизм позиционирования корпуса относительно свариваемых элементов и их фиксации выполнен в виде вертикально или наклонно ориентированной роликовой пары, шарнирно закрепленной на корпусе с возможностью совместного с ним перемещения по вертикально расположенным поверхностям свариваемых элементов, образующим направляющие, и горизонтально ориентированных роликовых пар, жестко закрепленных на корпусе с возможностью их опоры на горизонтальную поверхность свариваемых элементов. Одна из упомянутых роликовых пар расположена перед сварочным инструментом под углом в сторону направления его движения. В качестве направляющих могут быть использованы внешние торцы свариваемых элементов, ребра жесткости и прилегающая к ним поверхность свариваемых элементов. Изобретение обеспечивает надежную фиксацию свариваемых кромок в процессе сварки, а также исключение угловых деформаций и их поперечных смещений. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к сварке трением с перемешиванием и может быть использовано при сварке прессованных или катаных тонкостенных полуфабрикатов неограниченной длины из алюминиевых сплавов на опорной подложке без использования специализированной сборочно-сварочной оснастки.

Известен способ, при котором процесс сварки трением с перемешиванием осуществляется благодаря вращению сварочного инструмента, погруженного в стык свариваемых кромок при одновременном перемещении его вдоль оси сварного шва [заявка WO 93/10935 A1, 10.06.1993 г.]. Благодаря всестороннему сжатию пластифицированный за счет трения поверхности уступа о поверхность свариваемых кромок металл перемещается в область позади сварочного инструмента, образуя тем самым сварной шов.

Известно [Covington J.L. Experemental and numerical investigation of tool heating during friction stir welding. - Brigham Young University, 2005; Reginald Crawford, GeorgeE. Cook, AlvinM. Strauss. Modelling of friction stir welding for robotic implementation - Int. J. Modelling, Identification and Control, Vol.1, No.2, 2006], что в области сварки действуют существенные всесторонние распирающие усилия, которые при отсутствии надежной взаимной фиксации свариваемых кромок могут приводить к значительным угловым деформациям свариваемых кромок, появлению и последующему росту зазора между свариваемыми деталями, который делает процесс сварки невозможным.

Для надежной фиксации свариваемых кромок, как правило, используются различные механизмы и приспособления, например вакуумные столы, использование которых целесообразно при сварке больших полотнищ, имеющих значительные размеры как в продольном, так и в поперечном направлении. При сварке относительно узких полос, профилей или панелей использование вакуумных столов неэффективно.

Известны механические [US 2006/0208040 A1, 21.09.2006 г.] и гидравлические [US 6419142 B1, 16.07.2002 г.] прижимные устройства, используемые для фиксации свариваемых кромок, а также прижимные ролики, перемещающиеся одновременно со сварочным инструментом [WO 2005/042208 A2, 12.05.2005 г., US 7490750 B2, 17.02.2009 г., US 7699206 B2, 20.04.2010 г.].

Использование прижимных роликов позволяет исключить угловые деформации, возникающие в зоне сварки, однако их использование не является достаточным условием для исключения перемещений или смещений свариваемых деталей в поперечном направлении под воздействием распирающих усилий. При использовании подобной системы прижимов в процессе сварки неизбежно образуется зазор, который приводит к появлению дефектов в металле шва либо к полному отсутствию соединения. Для полного исключения поперечного смещения свариваемых заготовок применяются гидравлические или механические зажимные устройства, прижимные устройства которых - губки или башмаки располагаются в максимальной близости к сварочному инструменту, что обеспечивает необходимое сопротивление как угловым деформациям, так и поперечному смещению. Кроме того, общим недостатком известных устройств является высокая стоимость и металлоемкость (металлоемкость пропорциональна кубу длины сварного шва), и в связи с этим ограничения по возможной длине и конфигурации свариваемых полуфабрикатов.

Известна установка для сварки (WO 2008126459 A1, 23.10.2008 г. - прототип), перемещающаяся на роликах по направляющим рельсам, расположенным поверх свариваемых заготовок и ориентированных вдоль их стыка. Прижатие машины к рельсам предлагается осуществлять за счет нескольких пар вакуумных присосок, расположенных по бокам и спереди машины, и движущихся по направляющим вместе с машиной, либо дополнительными роликами, опирающимися на внутреннюю часть специального выступа направляющего рельса. Фиксацию рельсов относительно свариваемых заготовок и опорной подкладки предлагается реализовать за счет электромагнитных прижимов. Преимуществом этой установки является возможность сварки полуфабрикатов различных габаритных размеров, а также существенная компактность конструкции, возможность выполнения сварных швов, практически не ограниченных по длине.

Однако предлагаемая схема размещения вакуумных прижимов и опорных роликовых колес на одной линии направляющего рельса не обеспечивает надежности прижима из-за различных условий работы вакуумных прижимов и опорных роликовых колес и требований к их рабочей поверхности. Таким образом, для сохранения работоспособности и стабильности работы вакуумных прижимов и обеспечения толкающего усилия, необходимо разнести вакуумные прижимы и роликовые колеса, что существенно увеличивает ширину направляющего рельса, что, в свою очередь, является ограничением при сварке заготовок с вертикальным набором (профили и панели). Недостатком прототипа также является отсутствие фиксирующих устройств в зоне интенсивных разогревов основного металла - в непосредственной близости к сварочному инструменту, в результате чего могут возникать значительные угловые деформации свариваемых кромок.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание передвижной установки для сварки трением с перемешиванием, обеспечивающей надежную фиксацию свариваемых кромок в процессе сварки, а также исключение угловых деформаций и поперечных смещений свариваемых кромок.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для сварки трением с перемешиванием, выполненной с возможностью поступательного перемещения по поверхности свариваемых элементов вдоль линии сварки и содержащей корпус, на котором закреплен с возможностью вращения сварочный инструмент, а также механизм позиционирования свариваемых элементов и корпуса относительно них, в соответствии с изобретением механизм позиционирования свариваемых элементов и корпуса выполнен в виде, по крайней мере, одной вертикально/наклонно ориентированной роликовой пары, шарнирно закрепленной на корпусе симметрично относительно линии сварки и возможностью совместного с корпусом перемещения по направляющим, и, по крайней мере, двух горизонтально ориентированных роликовых пар, каждая из которых жестко закреплена на корпусе симметрично относительно линии сварки с опорой посредством роликов на поверхность свариваемых элементов, причем одна из пар расположена перед сварочным инструментом и под углом в сторону направления движения установки.

В качестве направляющих используют внешние торцы свариваемых элементов, ребра жесткости свариваемых элементов или ребра жесткости и прилегающую к ним поверхность свариваемых элементов.

Кроме того, опорная поверхность роликов вертикально/наклонно ориентированной пары имеет форму поверхности направляющих.

Установка для сварки трением с перемешиванием, выполненная в соответствии с изобретением, перемещается вместе с вращающимся сварочным инструментом вдоль линии стыка свариваемых деталей посредством тягового усилия, передаваемого механическим (цепным или ременным) приводом.

Позиционирование установки относительно поверхности свариваемых кромок обеспечивается в вертикальном направлении уравновешиванием веса всей установки реакциями сварочного инструмента и двух или более горизонтальных роликовых пар, жестко связанных с корпусом сварочной установки, опирающихся на полотно свариваемых полуфабрикатов и обеспечивающих прижатие свариваемых кромок к опорной пластине, т.е. в предлагаемой конструкции горизонтальные роликовые пары выполняют одновременно опорную и прижимную функцию. При этом с целью компенсации опрокидывающего момента в процессе сварки, по крайней мере, одна из горизонтальных роликовых пар должна находиться впереди сварочного инструмента и под углом в сторону направления сварки, в этом случае гарантируется стабильность процесса сварки при перемещении сварочной установки и надежное прижатие свариваемых кромок к опорной пластине без угловых деформаций.

Для позиционирования установки вместе с вращающимся сварочным инструментом в поперечном направлении (относительно оси шва) используется пара симметрично расположенных относительно оси сварного шва и шарнирно связанных с корпусом сварочной установки вертикально/наклонно ориентированных роликовых пар, опирающихся на внешние торцы/ребра жесткости и прилегающую к ним поверхность свариваемых элементов, и служащих одновременно для прижатия свариваемых элементов друг к другу, что исключает появление и рост величины зазора между свариваемыми кромками в процессе сварки и обеспечивает формирование качественного шва.

С целью обеспечения лучшей поперечной устойчивости сварочной установки и исключения «раскачки» в случае необходимости вертикально ориентированная роликовая пара может быть смещена вперед относительно сварочного инструмента.

Опорная поверхность роликов вертикальной пары установки, выполненной в соответствии с изобретением, имеет форму поверхности направляющих для повышения продольной устойчивости установки в процессе сварки и дополнительных связей в вертикальной плоскости.

Краткое описание чертежей:

Фиг.1 - общий вид установки в процессе сварки полуфабрикатов;

фиг.2 - схема действия сил в поперечной плоскости;

фиг.3 - использование внешних торцов свариваемых элементов в качестве направляющих для роликов;

фиг.4 - использование ребер жесткости свариваемых элементов в качестве направляющих для роликов (фиг.4а - угловая опорная поверхность ролика, фиг.4б - цилиндрическая опорная поверхность ролика).

Установка сварки трением с перемешиванием представляет собой перемещающийся в продольном направлении жесткий корпус 1 с закрепленными на нем механизмами позиционирования и фиксации свариваемых элементов - горизонтально ориентированных 2 и вертикально ориентированных 3 роликовых пар. Установка снабжена механизмом продольного перемещения, который состоит из привода 4 и ременной или цепной передачи 5. Кроме того, установка содержит блок управления сварочным инструментом, включающий привод главного вращения 6, выдвижную гильзу с патроном 7 и сварочным инструментом 8.

Процесс сварки осуществляется за счет совмещения вращательного движения сварочного инструмента, погруженного в стык свариваемых заготовок на всю их толщину, и поступательного движения установки, позиционирование которой относительно поверхности свариваемых кромок обеспечивается в вертикальном направлении - уравновешиванием веса всей установки реакциями сварочного инструмента 8 и горизонтально ориентированных роликовых пар 2; позиционирование в поперечном направлении (относительно оси шва) - симметрично приложенными реакциями вертикально ориентированных роликовых пар 3 (фиг.2). Совместное воздействие вертикально ориентированных и горизонтально ориентированных роликовых пар полностью решает задачу позиционирования корпуса установки относительно свариваемых заготовок и фиксации свариваемых заготовок относительно друг друга, исключая появление зазора между свариваемыми кромками и угловых деформаций в процессе сварки.

Установка отличается компактностью и простотой реализации, позволяет получать сварные соединения прессованных и катаных полуфабрикатов без ограничения их длины габаритами сборочно-сварочной оснастки.

Изобретение обеспечивает получение качественных сварных соединений за счет надежной фиксации свариваемых полуфабрикатов.


УСТАНОВКА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ
УСТАНОВКА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ
УСТАНОВКА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ
УСТАНОВКА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ
УСТАНОВКА ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ С ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 31-40 из 263.
27.06.2013
№216.012.5056

Способ получения керамического изделия

Изобретение относится к способам получения керамических материалов, предназначенных для высокотемпературных изделий конструкционного назначения, таких как элементы камеры сгорания и соплового аппарата газотурбинного двигателя. Способ получения керамического изделия на основе муллита,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486159
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.50c9

Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности сплавов систем Al-Mg-Si и Al-Zn-Mg, используемых в качестве конструкционных и обшивочных листов в авиакосмической технике, судостроении и транспортном машиностроении, в том числе и в сварных конструкциях. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486274
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.51f9

Способ построения системы сообщений многоуровневой несимметричной транспортной системы

Изобретение относится к системам автоматизации, основанным на использовании вычислительных машин. Техническим результатом является территориальная независимость АРМ при неограниченном расширении системы через свои повторяющие структуры с построением иерархической транспортной системы за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486578
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.5390

Способ получения композиционного катода

Изобретение относится к пайке и может быть использовано, в частности, для изготовления композиционного катода из тугоплавких материалов, используемого для вакуумного нанесения тонкопленочных покрытий различного функционального назначения в отраслях машиностроения, микроэлектроники,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486995
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.544b

Способ электрошлакового переплава

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при выплавке слитков электрошлаковым переплавом расходуемых электродов. В способе используют по меньшей мере две затравки, которые выполняют в виде цилиндра или параллелепипеда, изолируют от корпуса кристаллизатора и размещают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487182
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.07.2013
№216.012.5538

Система комплексной обработки информации радионавигационных и автономных средств навигации для определения действительных значений параметров самолетовождения

Изобретение относится к системам навигации летательных аппаратов (ЛА), а именно к обработке информации в навигационно-пилотажных комплексах. На борту ЛА расположены: инерциальная навигационная система (ИНС), радионавигационный корректор - спутниковая навигационная система (СНС) и автономный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487419
Дата охранного документа: 10.07.2013
20.07.2013
№216.012.574f

Двухслойный стальной прокат

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении сварных конструкций из двухслойного проката, длительно эксплуатирующихся при отрицательных температурах в условиях интенсивного механического, коррозионно-эрозионного воздействия мощных ледовых полей и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487959
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.59a0

Сырьевая смесь для изготовления огнестойкого конструкционного материала

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в строительстве, судостроении, атомной промышленности для защиты от пожара служебных и жилых помещений в составе огнестойких конструкций, а также в качестве среднего слоя панелей, облицованных декоративно-отделочными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488565
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5c89

Движительно-рулевая колонка

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано при создании судовых движительно-рулевых комплексов. Движительно-рулевая колонка содержит баллер, гондолу, гребной винт и механизм поворота колонки. Баллер в верхней части соединен с корпусом через опорный шар, а в нижней части -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489310
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.5f87

Способ изготовления крепежных элементов из высокопрочных титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении стержневых деталей с головками из титановых сплавов. Заготовки подвергают термообработке, после чего производят горячую высадку головок крепежных элементов. После механообработки заготовок с головками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490087
Дата охранного документа: 20.08.2013
Показаны записи 31-40 из 225.
20.06.2013
№216.012.4c19

Способ получения многофункционального покрытия на органическом стекле

Изобретение относится к области изготовления оптически прозрачных тонкопленочных покрытий из жидкой фазы на поверхности прозрачных материалов, например изделий из органических стекол, использующихся в остеклении авиационной техники. Способ получения многофункционального покрытия на органическом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485063
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4c96

Способ получения биметаллического слитка

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к области специальной электрометаллургии, а именно к производству биметаллических слитков с использованием электрошлаковой технологии. В способе размещают в качестве основного слоя биметаллического слитка стальную заготовку с зазором от стенки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485188
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4ca7

Состав расплава на основе цинка для нанесения защитных покрытий на стальную полосу горячим погружением

Изобретение относится к области нанесения защитных металлических покрытий, в частности, к нанесению покрытий из расплава на основе цинка на стальную полосу. Расплав содержит 0,7-3,4 мас.% магния, 0,01-0,1 мас.% серебра, 0,84-4,08 мас.% алюминия, цинк - остальное. При этом содержание алюминия к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485205
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4daa

Емкостный датчик давления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения статического и динамического давления без нарушения целостности обтекания потока газа и изделий. Емкостный датчик давления состоит из двухсторонней фольгированной диэлектрической пленки, являющейся основанием датчика. На...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485464
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4db8

Устройство для испытаний на контактную выносливость

Изобретение относится к технологии машиностроения, к устройствам для определения пластических деформаций и износа, испытаний на контактную выносливость плоских поверхностей деталей машин, изготовленных из металлических материалов. Устройство содержит привод, обкатник, сепаратор с деформирующими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485478
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4e36

Способ оценки звукоизоляции салона пассажирского самолета

Использование: в способах оценки звукоизоляции салона пассажирского самолета. Сущность: способ оценки звукоизоляции салона самолета в условиях полета заключается в одновременном измерении шума внутри салона с помощью акустических микрофонов или акустических антенн и измерении вибрации на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485604
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.5056

Способ получения керамического изделия

Изобретение относится к способам получения керамических материалов, предназначенных для высокотемпературных изделий конструкционного назначения, таких как элементы камеры сгорания и соплового аппарата газотурбинного двигателя. Способ получения керамического изделия на основе муллита,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486159
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.50c9

Способ изготовления листов из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к области металлургии сплавов на основе алюминия, в частности сплавов систем Al-Mg-Si и Al-Zn-Mg, используемых в качестве конструкционных и обшивочных листов в авиакосмической технике, судостроении и транспортном машиностроении, в том числе и в сварных конструкциях. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486274
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.51f9

Способ построения системы сообщений многоуровневой несимметричной транспортной системы

Изобретение относится к системам автоматизации, основанным на использовании вычислительных машин. Техническим результатом является территориальная независимость АРМ при неограниченном расширении системы через свои повторяющие структуры с построением иерархической транспортной системы за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486578
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.07.2013
№216.012.5390

Способ получения композиционного катода

Изобретение относится к пайке и может быть использовано, в частности, для изготовления композиционного катода из тугоплавких материалов, используемого для вакуумного нанесения тонкопленочных покрытий различного функционального назначения в отраслях машиностроения, микроэлектроники,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486995
Дата охранного документа: 10.07.2013
+ добавить свой РИД