УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к устройствам для сварки металлов взрывом.
Известно устройство для сварки металлов, состоящее из ударника из легкого высокопластичного металла в виде стакана, в оболочку ударника запрессована внутренняя металлическая оболочка и стальной отражатель (RU №2349419, B23K 20/08, 20.03.2009). Внутренняя оболочка заполнена прессуемым порошком, крышка ударника запрессована, составной ударник размещен в канале ствола порохового метательного устройства. В стальной цилиндрической пресс-форме запрессованы металлический пуансон и экран. При разгоне составного ударника пороховым зарядом до скорости 400-550 м/с и удара его в металлический экран осуществляется ударно-волновая сварка керамического порошка с металлическим экраном.
Данное устройство характеризуется низким качеством сварки из-за невозможности получения необходимой скорости ударника при фиксированных габаритах устройства.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для сварки металлов (RU №87948, B23K 20/08, 27.10.09), выбранное в качестве прототипа, содержащее корпус, в котором расположен метательный заряд, систему инициирования детонации, жестко соединенную с корпусом, и опорные элементы, жестко прикрепленные к торцу корпуса, выполненные в виде Г-образных упоров для фиксации свариваемых деталей, корпус выполнен в виде полого металлического ствола с внутренним выступом и с двумя газоотводными и воздухоотводными отверстиями в боковой поверхности, метательный заряд, представляющий собой взрывчатое вещество, расположен в патроне, в корпусе перед патроном установлен поршень со штоком, на штоке размещена возвратная пружина, упирающаяся во внутренний выступ в корпусе, система инициирования детонации расположена на наружной стороне торца корпуса с возможностью вращения относительно плоскости, перпендикулярной торцу корпуса, и состоит из направляющей скобы и насаженного на направляющую скобу ударника с бойком, причем конец ударника снабжен ударной пружиной, жестко соединенной с направляющей скобой, свободный конец которой снабжен фиксатором рабочего положения.
Недостатком устройства является то, что его работа недостаточно эффективна, т.к. не может обеспечить высокое качество сварки из-за невозможности получения необходимой скорости поршня со штоком при фиксированных габаритах устройства.
В связи с этим перед авторами стояла задача повышения качества сварки за счет использования секционного метода разгона.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для сварки металлов, содержащим корпус, в котором расположен метательный заряд, систему инициирования детонации, жестко соединенную с корпусом, и опорные элементы, жестко прикрепленные к торцу корпуса, выполненные в виде Г-образных упоров для фиксации свариваемых деталей, корпус выполнен в виде полого металлического ствола с внутренним выступом и с газоотводными и воздухоотводными отверстиями в боковой поверхности, метательный заряд, представляющий собой взрывчатое вещество, расположен в патроне, в корпусе перед патроном установлен поршень со штоком, на котором размещена возвратная пружина, система инициирования детонации расположена на наружной стороне торца корпуса, а в боковой поверхности металлического ствола выполнены сквозные отверстия, внутри которых расположены дополнительные метательные заряды, электрически соединенные с системой инициирования детонации.
Предложенное устройство для сварки металлов показано на чертеже.
Устройство для сварки металлов содержит корпус 1, в котором расположен метательный заряд 2, систему инициирования детонации 3, например искровая или накальная, жестко соединенную с корпусом 1, и опорные элементы 4, жестко прикрепленные к торцу корпуса 1, выполненные в виде Г-образных упоров для фиксации свариваемых деталей. Корпус 1 выполнен в виде полого металлического ствола с внутренним выступом 5, с газоотводными 6 и воздухоотводными 7 отверстиями в боковой поверхности. Метательный заряд 2, представляющий собой взрывчатое вещество, например, тротил, гексоген или аммонит 6ЖВ, расположен в патроне 8. В корпусе 1 перед патроном 8 установлен поршень 9 со штоком 10, на котором размещена возвратная пружина 11. Система инициирования детонации 3 расположена на наружной стороне торца корпуса 1. А в боковой поверхности корпуса 1 выполнены сквозные отверстия 12, внутри которых расположены дополнительные метательные заряды 13, например, тротил, гексоген или аммонит 6ЖВ, электрически соединенные с системой инициирования детонации 3.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Устройство для сварки металлов с помощью Г-образных опорных элементов 4 крепится к свариваемым деталям. Система инициирования детонации 3 устанавливается в положение для замены патрона 8 и дополнительных метательных зарядов 13. Вставляются патрон 8 и дополнительные метательные заряды 13 в радиальные отверстия 12, и система инициирования детонации 3 устанавливается в рабочее положение. Система инициирования детонации 3 посылает электрический импульс на патрон 8. От импульса взрывчатое вещество в патроне 8 детонирует, и в области перед поршнем 9 образуется избыточное количество раскаленных паров и газов. Под действием давления со стороны газов поршень 9 со штоком 10 начинают движение вдоль корпуса 1 и, в какой-то момент, проходят радиальные отверстия 12. Система инициирования детонации 3 посылает электрический импульс на дополнительные метательные заряды 13. От импульса взрывчатое вещество в дополнительных метательных зарядах 13 детонирует, и в области перед поршнем 9 снова образуется избыточное количество раскаленных паров и газов. Под действием давления со стороны газов поршень 9 со штоком 10 продолжают ускоряться вдоль корпуса 1 и, в какой-то момент, проходят газоотводное отверстие 6. Часть пороховых газов устремляется в газоотводные отверстия 6, а излишки воздуха уходят из установки через воздухотводные отверстия 7, шток 10 с силой ударяет по свариваемым деталям, вследствие чего детали свариваются. Увеличение кинетической энергии поршня 9 и штока 10 приводит к увеличению глубины внедрения и сил сцепления кристаллических решеток свариваемых деталей, то есть повышает качество сварки. После чего возвратная пружина 11 возвращает поршень 9 со штоком 10 в исходное положение.
Данное устройство для сварки металлов обладает повышенной кинетической энергией поршня 9 и штока 10, что приводит к увеличению глубины внедрения и сил сцепления кристаллических решеток свариваемых деталей, то есть повышается качество сварки.