CS221670B1

CS221670B1 - Facility for metal welding by friction

Info

Publication number: CS221670B1
Application number: CS506781A
Authority: CS
Inventors: Anton Bendis
Original assignee: Anton Bendis
Priority date: 1981-07-01
Filing date: 1981-07-01
Publication date: 1983-04-29

Description

Vynález sa týká zariadenia na zváranie kovov třením.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a device for friction welding of metals.

Dosial' existujúce zariadenia na zváranie kovov třením energiu potrebnú na vyhotovenie zvarového spoja odoberajú bud priamo z pohonného motora, pričom ide o takzvané konvenčně trecie zváranie alebo nepriamo — zo zotrvačníka a to je zotrvačníkové trecie zváranie. Zariadenia musia mať účinný brzdový systém, ktorý po vytvoření zvarového spoja prebytočnú kinetickú energiu absorbuje, pretože příkon energie bývá niekolkonásobne vyšší ako je potřebný pre vytvorenie zvarového spoja, čím dochádza k značným energetickým stratám.Existing metal friction welding devices take the energy required to make a weld joint either directly from the drive motor, the so-called conventional friction welding or indirectly - from the flywheel and this is the flywheel friction welding. The devices must have an effective braking system which absorbs excess kinetic energy after the weld has been formed, since the power input is several times higher than that required to form the weld, thereby causing considerable energy losses.

Zariadením na zváranie kovov třením podlá vynálezu sa uvedené nevýhody odstránia. Podstata zariadenia spočívá v tom, že pozostáva z excentricky uloženej nevyváženej hmoty — budiča spojeného s regulovatelným motorom cez flexibilný alebo kíbový hriadel'. Budič je uchytený na pružné uloženej hmotě, ktorá je vodítkami vedená a spojená s upínacím systémom pre prvú časť zvarku. Zariadenie má posúvatelný přítlačný mechanizmus pre sprostredkovanie zvarového spojenia, ktorý nesie upínací systém pre uchytenie druhej časti zvarku. Všetky tieto časti zariadenia sú upevněné v nosnom ráme. Zariadenie má vodítka pre striedavé translačné kmitanie alebo vodítka pre striedavé torzné kmitanie.The friction welding apparatus according to the invention eliminates these disadvantages. The essence of the device is that it consists of an eccentrically mounted unbalanced mass - an exciter connected to a controllable motor via a flexible or articulated shaft. The exciter is mounted on a resiliently deposited mass which is guided by the guides and connected to the clamping system for the first part of the weld. The device has a movable clamping mechanism for mediating the weld connection, which carries a clamping system for gripping the second part of the weld. All these parts of the device are mounted in a support frame. The device has alternating translational vibration guides or alternating torsional vibration guides.

Vynálezom sa dosiahnu viaceré výhody. Relativný pohyb rozkmitanej prvej časti zvarku voči druhej časti zvarku, ktorá je v kl'ude je malý, čím možnosť dosiahnúť presnú vzájomnú polohu zváraných častí. Upínanie zváraných častí sa zjednoduší, pretože rovina zvaru je prakticky kolmá na os zváraných častí a upiňacia sila posobí v smere tvorby spoja. Spoj možno robit přerušovaným cyklom tavenia, respektive plastizovania zváraného povrchu, čím je možné dosiahnúť makší režim zvárania. Dalšou výhodou je zníženie spotřeby elektrickej energie, pretože nie je potřebné brzdit velké zotrvačné hmoty ako pri inerciálnom zváraní, respektive konvenčnom trecom zváraní, lebo pri vytváraní zvarového spoja sa pracuje v zostupnej časti rezonančnej křivky, kde sa v priebehu zvárania zvačšuje prierez zvarového spoja a súčasne s tým rastie aj tlmiaca zložka a rozkmit klesá, takže stačí nechať systém dokmitať (doznieťj, pričom regulovatelný motor poháňajúci budič sa vypne po dosiahnutí maximálneho rozkmitu prvej časti zvarku.Several advantages are achieved by the invention. The relative movement of the oscillated first portion of the weld with respect to the second portion of the weld that is at rest is small, thereby allowing the precise position of the welded parts to be obtained relative to one another. The clamping of the welded parts is simplified because the plane of the weld is practically perpendicular to the axis of the welded parts and the clamping force is adjusted in the direction of the joint formation. The joint can be made by an intermittent cycle of melting or plasticizing the welded surface, thereby achieving a greater welding mode. Another advantage is the reduction of power consumption, as it is not necessary to brake large inertia masses as in inertial welding or conventional friction welding, since the weld joint is operated in the downward part of the resonance curve, where the weld joint cross-section is increased while welding. with this, the damping component grows and the amplitude decreases, so it is sufficient to let the system dock (after which the adjustable motor driving the exciter switches off after reaching the maximum amplitude of the first part of the weld).

Na pripojenom výkrese sú znázorněné dva příklady zariadenia na zváranie kovov třením podlá vynálezu, kde na obr. 1 je zariadenie s vodítkami pre striedavé translačné kmitanie a na obr. 2 je zariadenie s vodítkami pjro striedavé torzné kmitanie.In the accompanying drawing, two examples of a friction welding metal device according to the invention are shown. 1 is an apparatus with guides for alternating translational oscillation, and FIG. 2 is a device with guides for alternating torsional oscillation.

Zariadenie pozostáva z excentricky uloženej nevyváženej hmoty — budiča 1 spojeného s regulovatelným motorom 2, například elektromotorom, cez flexibilný alebo kíbový hriadel' 3. Budič 1 je uchytený na pružné uloženej hmotě 4, ktorá je vedená vodítkami 5 pre striedavé translačné kmitanie v smere 8 (obr. 1) alebo striedavé torzné kmitanie v smere 8 (obr. 2). Pružné uložená hmota 4 je spojená s upínacím systémom 6 pre prvú časť zvarku 7. Zariadenie má přítlačný mechanizmus 11 posúvatelný v smere 12 pre sprostredkovanie zvarového spojenia v mieste 13. Přítlačný mechanizmus 11 nesie upínací systém 10 pre uchytenie druhej časti zvarku 9. Všetky časti zariadenia sú upevněné v nosnom rámeThe device consists of an eccentrically mounted unbalanced mass - exciter 1 coupled to a controllable motor 2, for example an electric motor, via a flexible or articulated shaft 3. The exciter 1 is mounted on a resiliently stored mass 4 guided by guides 5 for alternating translational oscillation in direction 8 ( 1) or alternating torsional oscillation in direction 8 (FIG. 2). The resilient deposited mass 4 is connected to a clamping system 6 for the first part of the weld 7. The device has a pressing mechanism 11 slidable in the direction 12 to mediate the weld connection at location 13. The pressing mechanism 11 carries a clamping system 10 for holding the second part of the weld 9. are fixed in a supporting frame

14.14th

Regulovatelným motorom 2 .prostredníctvom flexibilného alebo kíbového hriadela 3 sa uvedie do rotačného pohybu excentricky uložená nevyvážená hmota — budič 1, ktorý rozkmitá pružné uloženú hmotu 4 vedenú translačné (obr. 1), respektive torzne (obr. 2) vo vodítkách 5 ako aj upínací systém 6 a v ňom upevnenú prvú časť zvarku 7. Po dosiahnutí maximálneho rozkmitu prvej časti zvarku 7 sa k nej přítlačným mechanizmom 11 prisunie druhá časť zvarku 9 uchýlená v upínacom systéme 10 ,tak, aby došlo k styku druhej časti zvarku 9 s kmitajúcou prvou častou zvarku 7. Třením prvej časti zvarku 7 po druhej časti zvarku 9 v mieste 13 vzniká teplo, ktoré uvádza do stavu plasticity a tavenia čelo prvej časti zvarku 7 ako aj čelo druhej časti zvarku 9. Po tomto sa vypne regulovatelný motor 2 a zvýši sa sila v prítlačnom mechanizme 11, pričom sa začne vytvárať zvarkový spoj. Nárast zvareného prierezu má za následok zvýšené tlmenie kmitov a kmitavý pohyb ustává. Sily vznikajúce počas zvárania v jednotlivých častiach zariadenia sa zachytávajú nosným rámom 14.By means of a controllable motor 2, an unbalanced mass - exciter 1 - is set in rotation by means of a flexible or articulated shaft 3, which oscillates the resiliently stored mass 4 guided by the translational (Fig. 1) and torsion (Fig. 2) respectively. After reaching the maximum oscillation of the first part of the weld 7, a second part of the weld 9, which is retained in the clamping system 10, is pushed to it by the pressing mechanisms 11 so that the second part of the weld 9 contacts the oscillating first part of the weld. 7. Friction of the first portion of the weld 7 after the second portion of the weld 9 at point 13 generates heat, which brings the plasticity and melting state of the face of the first portion of the weld 7 as well as the face of the second portion of the weld 9. by pressing mechanism 11, whereby a weld joint is formed. The increase in the welded cross-section results in increased damping of the oscillations and the oscillating movement ceases. The forces generated during welding in the individual parts of the device are absorbed by the support frame 14.

Claims

SUBJECT

A device for friction welding of metals, characterized in that it consists of an eccentrically mounted unbalanced mass - an exciter (1) connected to a controllable motor (2) via a flexible or articulated shaft (3), the exciter (1j being mounted on a resiliently mounted a mass (4) which is guided by guides (5) and connected to a clamping system (6) for the first part of the weld (7) and a movable clamping mechanism (11i) for fitting a welding connection supporting the clamping system (10) the weld (9), all of which are fixed in the support frame (14).

Stage device according to claim 1, characterized in that it has guides (5j) for alternating translational oscillation.

Stage device according to claim 1, characterized in that it has guides (5) for alternating torsional oscillation.