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.
К недостаткам этого устройства следует отнести недостаточно большой срок эксплуатации, обусловленный возможностью поперечного смещения штока относительно направления его движения с последующим ударом по стенке ствола.
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 е бойком, причем конец ударника снабжен ударной пружиной, жестко соединенной с направляющей скобой, свободный конец которой снабжен фиксатором рабочего положения.
Недостатком устройства является недостаточно большой срок эксплуатации, обусловленный возможностью поперечного смещения штока относительно направления его движения с последующим ударом по стенке ствола.
В связи с этим перед авторами стояла задача увеличения срока службы устройства для сварки металлов за счет повышения стабильности штока относительно корпуса.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для сварки металлов, содержащем 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, расположенный 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, торец поршня, обращенный к патрону, выполнен профилированным спиральными канавками.
На фиг 1 изображено устройство для сварки металлов, а на фиг 2 представлен торец поршня, обращенный к патрону, с выполненными профилированными спиральными канавками.
Устройство для сварки металлов содержит корпус 1 (фиг 1), в котором расположен метательный заряд 2, представляющий собой взрывчатое вещество, например, порох, тринитротолуол, аммонит, систему инициирования детонации 3, 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 (на чертеже не показаны). Корпус 1 изготовлен в виде полого металлического ствола с внутренним выступом 5 и с двумя газоотводными 6 и воздухоотводными 7 отверстиями в боковой поверхности. Метательный заряд 2 расположен в патроне 8. Внутри корпуса 1 перед патроном 8 установлен поршень 9 со штоком 10. На штоке 10 размещена возвратная пружина 11, упирающаяся во внутренний выступ 5 корпуса 1. Система инициирования детонации 3 расположена на наружной стороне торца корпуса 1 с возможностью вращения относительно плоскости, перпендикулярной торцу корпуса 1, и состоит из направляющей скобы 12 и насаженного на направляющую скобу 12 ударника 13 с бойком 14, причем конец ударника 13 снабжен ударной пружиной 15, жестко соединенной с направляющей скобой 12, свободный конец которой снабжен фиксатором рабочего положения 16. Торец поршня 9, обращенный к патрону 8, выполнен профилированным спиральными канавками 17 (фиг 2).
Работа устройства осуществляется следующим образом. Устройство для сварки металлов с помощью опорных элементов 4 (фиг 1) крепится к свариваемым деталям. Система инициирования детонации 3 устанавливается в положение для замены патрона 8. Вставляется патрон 8, и система инициирования детонации 3 устанавливается в рабочее положение и фиксируется с помощью фиксатора рабочего положения 16. Ударник 13 взводится и за счет энергии растянутой ударной пружины 15 ударник 13 совершает движение вдоль направляющей скобы 12, и ударяет бойком 14 по патрону 8. От удара взрывчатое вещество в патроне 8 детонирует, и в области перед поршнем 9 образуется избыточное количество раскаленных паров и газов. Ударная волна, возникшая в результате, подходит к торцу поршня 9, и часть ее начинает двигаться по спиральным канавкам 17. В результате на поршень 9 и шток 10 действует кроме продольной силы, вращательный момент, стабилизирующий движение поршня 9 и штока 10, что ограничивает их поперченное смещение в стволе, тем самым исключается вероятность их удара по стенке ствола, что, в свою очередь, увеличивает срок эксплуатации устройства. В результате поршень 9 со штоком 10 начинают движение вдоль корпуса 1, и шток 10 ударяет по свариваемым деталям, вследствие чего детали свариваются. После чего возвратная пружина 11 возвращает поршень 9 со штоком 10 в исходное положение.