Магнитно-импульсная сварка

Магнитно-импульсная сварка основана на использовании сил электромеханического взаимодействия между вихревыми токами, наведенными в стенках обрабатываемой детали при пересечении их силовыми магнитными линиями импульсного магнитного поля, и самим магнитным потоком. При этом электрическая энергия непосредственно преобразуется в механическую и импульс давления магнитного поля действует на заготовку без участия какой-либо передающей среды.

Принципиальная схема представлена на рис. 1.15.

Коммутирующее устройство 2 выключается при подаче поджигающего импульса на вспомогательный электрод и вызывает разряд батареи высоковольтных конденсаторов 3 на индуктор 4.

При разрядке батареи конденсаторов в зазоре между индуктором и заготовкой возникает сильное магнитное поле, индуктирующее в этой заготовке ток. Взаимодействие тока индуктора с индуктированным током в заготовке приводит к возникновению сил отталкивания между индуктором и деталью, вследствие чего деталь 5 с большой скоростью перемещается от индуктора в направлении неподвижной детали 6. При соударении в зоне контакта развиваются высокие давления, и образуется сварное соединение.

Рис. 1.15. Принципиальная схема магнитно-импульсной сварки: 1 – зарядное устройство (высоковольтный трансформатор и выпрямитель); 2 – коммутирующее устройство; 3 – батарея высоковольтных конденсаторов; 4 – индуктор;
5 и 6 – свариваемые детали; 7 – основание-опора

При магнитно-импульсной сварки давление на метаемый элемент передается мгновенно – со скоростью распространения магнитного поля и движение сообщается не отдельным участком как при сварке взрывом, а всей метаемой детали. Для обеспечения последовательного перемещения зоны контакта при сварке детали устанавливают под углом друг к другу. Соединение, как и при сварке, взрывом, образуется в результате косого соударения свариваемых поверхностей. При этом создаются условия для очистки свариваемых поверхностей от оксидов, загрязнений кумулятивной средой и для интенсивной пластической деформации поверхностей металла с образованием металлических связей.

Образование сварного соединения возможно и между параллельно расположенными поверхностями. При этом вследствие рассеяния магнитного поля на концах индуктора распределение давления вдоль образующей метаемого элемента неравномерное – меньше к краям и больше в средней части.

Рис. 1.16. Действующие силы в процессе магнито-импульсной сварке

В результате плоское соударение переходит в косое, распространяющееся в общем случае в двух противоположных направлениях от зоны начального контакта.

Существуют три основные схемы магнитно-импульсной сварки:

1 Обжатие трубчатых заготовок с использованием индуктора, охватывающего заготовку

2 Раздача трубчатых заготовок с использованием индуктора помещенного внутрь заготовки

3 По схеме рис. 1.15.

Для предотвращения деформации тонкостенных элементов в процессе сварки внутрь трубы вставляют металлическую оправку, удаляемую после сварки.

Процесс сварки можно регулировать изменением скорости соударения V, скорости движения фронта контакта V_α и угла соударения поверхностей γ.

Дата добавления: 2014-11-06