專利名稱：彈帶的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈帶的焊接方法，特別是彈帶的磁力脈沖焊接方法。
文獻(xiàn)《兵器材料科學(xué)與工程》，Vol.25.No.2.2002王克鴻等的“彈帶熔敷擴(kuò)散焊接技術(shù)研究”介紹了彈帶的熔敷擴(kuò)散焊接方法。這種方法通過(guò)感應(yīng)加熱或等離子體加熱彈帶使其熔化，不加熱彈體，從而使彈帶與彈體發(fā)生冶金結(jié)合而形成牢固接頭。
文獻(xiàn)《金屬成形工藝》，Vol.20.No.3.2002王艷等的“彈帶徑向摩擦焊接技術(shù)”介紹了彈帶的摩擦焊接方法。這種方法通過(guò)彈帶與彈體之間的高速旋轉(zhuǎn)摩擦焊接彈帶。
熔敷擴(kuò)散焊接方法雖然可使彈帶焊接接頭牢固可靠，但由于這種焊接過(guò)程對(duì)彈帶加熱溫度高達(dá)1000℃以上，而且加熱時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1分鐘以上，對(duì)焊接面彈體一側(cè)金屬結(jié)構(gòu)影響較大，造成強(qiáng)度、硬度下降。圖4為俄羅斯熔敷焊接彈帶的金相照片，從圖可明顯看出長(zhǎng)大的鐵素體及珠光體組織以及銅結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生的柱狀晶。
摩擦焊接方法中，彈帶與彈體只能在加壓的3點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)焊接，無(wú)法解決頂鍛階段彈帶一周的均勻加壓?jiǎn)栴}，故彈帶與彈體結(jié)合強(qiáng)度不理想，因此至今無(wú)法投入批量生產(chǎn)。
炮彈發(fā)射時(shí)的受力狀態(tài)，要求彈帶的焊縫具有足夠的結(jié)合強(qiáng)度，因此，在焊接時(shí)不能使彈體產(chǎn)生熔化，使強(qiáng)度、硬度下降。因此，有必要尋求一種加熱時(shí)間短，不破壞彈體組織結(jié)構(gòu)的彈帶焊接方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將彈帶2套在彈體1上，磁力線圈3置于彈帶2的外面，將彈體1放置在焊接夾具4中壓緊，并用夾緊螺釘9固定；閉合機(jī)械式放電開關(guān)6，存儲(chǔ)在電容器組7中的電能向套在彈帶2外的磁力線圈3放電，通過(guò)磁力線圈3的瞬間強(qiáng)電流i1與彈帶2上感應(yīng)的渦流i2相互作用，使彈帶2在圓周方向產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁沖擊力而產(chǎn)生塑性變形，完成與彈體1的焊接。
當(dāng)焊接大直徑的彈帶2時(shí)，可先用高頻感應(yīng)加熱器將彈帶2加熱到一定溫度，再向磁力線圈3提供脈沖放電電流實(shí)現(xiàn)磁力脈沖焊。
電容器組7的充電電壓應(yīng)在400V以上，其上儲(chǔ)存的能量應(yīng)超過(guò)2萬(wàn)焦耳；放電回路的阻抗應(yīng)控制在10～20mΩ之間；保證放電電流峰值在2～6萬(wàn)A，電磁沖擊力在400MPa以上。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，由于焊接過(guò)程中加熱時(shí)間短(放電脈沖在彈帶2中感應(yīng)的渦流i2加熱時(shí)間小于0.2S)，故彈體的焊接部位金相組織不會(huì)發(fā)生變化，彈體強(qiáng)度與硬度不會(huì)下降，故焊縫的結(jié)合強(qiáng)度高；焊接時(shí)間短、操作方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可明顯提高生產(chǎn)效率。


圖1是本發(fā)明的裝置示意2是實(shí)施例的電路框3是焊接瞬間的電流方向示意4是俄羅斯熔敷焊接彈帶的金相照片(×200)，是背景技術(shù)中1-彈體，2-彈帶，3-磁力線圈，4-夾具，5-工作臺(tái)面，6-機(jī)械式放電開關(guān)，7-電容器組，8-放電母線，9-夾緊螺釘，10-充電開關(guān)，11-三相半控橋式整流電路。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，將彈帶2套在彈體1上，磁力線圈3置于彈帶2的外面，將彈體1放置在焊接夾具4中壓緊，并用夾緊螺釘9固定。閉合機(jī)械式放電開關(guān)6，存儲(chǔ)在電容器組7中的電能向套在彈帶2外的磁力線圈3放電，通過(guò)磁力線圈3的瞬間強(qiáng)電流i1與彈帶2上感應(yīng)的渦流i2相互作用，使彈帶2在圓周方向產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁沖擊力而產(chǎn)生塑性變形，并且破壞和清除焊合面上的氧化膜，形成牢固的固相接頭，完成與彈體1的焊接。
參照?qǐng)D2，本發(fā)明充放電操作過(guò)程如下給三相半控橋式整流電路11通電，使其輸出直流電壓，并通過(guò)電阻R向電容器組7充電。當(dāng)充電達(dá)到設(shè)定值Uce時(shí)，三相半控橋式整流電路11自動(dòng)關(guān)斷，充電過(guò)程結(jié)束。
閉合由9對(duì)大電流接觸器觸點(diǎn)并聯(lián)組成的機(jī)械式放電開關(guān)6，電容器組7通過(guò)磁力線圈3快速放電，放電脈沖在彈帶2中感應(yīng)的渦流i2加熱時(shí)間小于0.2S。
當(dāng)焊接大直徑的彈帶2時(shí)，可先用高頻感應(yīng)加熱器將彈帶2加熱到一定溫度，再向磁力線圈3提供脈沖放電電流實(shí)現(xiàn)磁力脈沖焊。
電容器組7的充電電壓應(yīng)在400V以上，其上儲(chǔ)存的能量應(yīng)超過(guò)2萬(wàn)焦耳。放電回路的阻抗應(yīng)控制在10～20mΩ之間。這樣可得到2～6萬(wàn)A的放電電流峰值，產(chǎn)生400MPa以上的電磁壓力。
權(quán)利要求
1.一種彈帶的焊接方法，其特征在于將彈帶(2)套在彈體(1)上，磁力線圈(3)置于彈帶(2)的外面，將彈體(1)放置在焊接夾具(4)中壓緊，并用夾緊螺釘(9)固定；閉合機(jī)械式放電開關(guān)(6)，存儲(chǔ)在電容器組(7)中的電能向套在彈帶(2)外的磁力線圈(3)放電，通過(guò)磁力線圈(3)的瞬間強(qiáng)電流i1與彈帶(2)上感應(yīng)的渦流i2相互作用，使彈帶(2)在圓周方向產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁沖擊力而產(chǎn)生塑性變形，完成與彈體(1)的焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈帶的焊接方法，其特征在于當(dāng)焊接大直徑的彈帶(2)時(shí)，可先用高頻感應(yīng)加熱器將彈帶(2)加熱到一定溫度，再向磁力線圈(3)提供脈沖放電電流實(shí)現(xiàn)磁力脈沖焊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈帶的焊接方法，其特征在于電容器組(7)的充電電壓應(yīng)在400V以上，其上儲(chǔ)存的能量應(yīng)超過(guò)2萬(wàn)焦耳；放電回路的阻抗應(yīng)控制在10～20mΩ之間；保證放電電流峰值在2～6萬(wàn)A，電磁沖擊力在400MPa以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彈帶的焊接方法，其特征在于將彈帶(2)套在彈體(1)上，磁力線圈(3)置于彈帶(2)的外面，將彈體(1)放置在焊接夾具(4)中壓緊，并用夾緊螺釘(9)固定；閉合機(jī)械式放電開關(guān)(6)，存儲(chǔ)在電容器組(7)中的電能向套在彈帶(2)外的磁力線圈(3)放電，通過(guò)磁力線圈(3)的瞬間強(qiáng)電流i
文檔編號(hào)B23K13/01GK1451507SQ0311464
公開日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2003年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月17日
發(fā)明者馬鐵軍, 楊思乾 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)