СВАРНОЕ НАХЛЕСТОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ
WELDED LAP JOINT

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано при точечной сварке нахлесточных соединений, не требующих герметичности.
Известны швы сварных соединений электрозаклепочные (ГОСТ 14776-69).
Известно сварное нахлесточное соединение (Сварное нахлесточное соединение. Авторское свидетельство СССР №1530389. Опубл. 23.12.89 г. Бюл. №47), принятое за прототип. Соединение выполнено в виде точки с полным проплавлением верхнего и частичным проплавлением нижнего элементов. Образованное точечное соединение имеет головку определенного диаметра и высоты.
Однако известное соединение имеет ограничение прочности соединения при срезающих нагрузках, которая зависит от площади сечения точки. Ограничение обусловлено асимметрией провара верхнего и нижнего элементов. Верхний лист проплавляется с большим диаметром, чем нижний. Кроме этого, для данного соединения сложно контролировать качество провара нижнего элемента и среднее сечение полученного соединения.
Техническим результатом предлагаемого сварного соединения является повышение прочности сварного соединения за счет увеличения рабочего диаметра соединения, простота контроля качества соединения и создание возможности передачи рабочей среды с одной стороны соединения в другую.
Сущность изобретения - сварное нахлесточное соединение содержит верхний и нижний элементы, соединенные общей сварной точкой, которая имеет сквозное оплавленное отверстие, выполненное по центру точки через оба свариваемых элемента. Образованная точка с отверстием имеет тороидальную форму, которая увеличивает площадь сечения на границе нахлеста между верхним и нижним элементами, за счет сквозного проплавления нижнего элемента и воздействия дугой на границу нахлеста, что увеличивает разрушающее усилие при работе соединения на срез.
На фиг.1 изображено нахлесточное соединение с отверстием в разрезе, общий вид.
Сварное нахлесточное соединение содержит верхний элемент 1, нижний элемент 2, соединенные сварной точкой 3 с верхним диаметром D и отверстием диаметром d.
Проведена сварка партии нахлесточных соединений пластин толщиной 2+2 мм из алюминиевого сплава типа В95. Сварка проводилась на подкладной пластине из высоколегированной стали. Проплав элементов и получение отверстия осуществлялись регулированием расхода аргона от 3 до 5 л/мин. Результаты представлены в таблице. Были получены сварные соединения с обычным формированием точки в виде электрозаклепки без отверстия (образец №4) и сварены несколько соединений с отверстием (образцы №1, 2, 3). Проведенные испытания сваренных образцов на разрыв показали, что образцы, сваренные с прожогом, т.е. с отверстием, имеют прочность на треть выше, чем образцы без отверстий.
Образец
D, мм
d, мм
Ток сварки, А
Усилие на разрыв, Р, кг
Примечание
1
15
3,5
140
510
Прожог
2
15
3,5
140
550
Прожог
3
16
3,5
140
510
Прожог
4
15
-
140
370
Без прожога
Таким образом, предлагаемое сварное нахлесточное соединение с отверстием позволяет повысить прочность на разрыв за счет увеличения диаметра проплава на границе верхнего и нижнего элементов и повышение жесткости путем придания отверстию тороидальной формы. Соединение позволяет визуально определить качество формирования точки. При необходимости соединение обеспечивает передачу рабочей среды с одной стороны соединения на другую.
Предлагаемое сварное нахлесточное соединение с отверстием может быть получено с помощью известных в технике устройств. Следовательно, предлагаемое соединение обладает промышленной применимостью.