СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ И РЕЗКИ

Инструмент и оснастка

Установки для МИС аналогичны и отличаются только конст­рукцией рабочего органа — индуктора.

Индуктор — это основной инструмент при МИС, который со­стоит из токопроводящей спирали, токоподводов, изоляции и элементов механического усиления.

Индукторы в зависимости от назначения можно разделить на три вида: для обжима, раздачи трубных и деформации плоских заготовок.

Главный элемент индуктора — токопроводящая одно - или мно - говитковая спираль, которая служит для образования импульсно­го магнитного поля с заданными параметрами. Форма рабочей поверхности спирали повторяет форму исходной заготовки.

Одновитковые индукторы значительно прочнее и проще в из­готовлении, чем многовитковые. Другой особенностью одновит - ковых индукторов является возможность получения более высо­кой частоты тока разряда, они могут быть изготовлены из матери­алов с повышенным удельным электрическим сопротивлением и высокой механической прочностью, например из стали или воль­фрама.

Одновитковые индукторы обладают малой индуктивностью, поэтому для МИС необходимо использовать более мощную высо­кочастотную магнитно-импульсную установку с малой собствен­ной индуктивностью — это один из недостатков одновитковых индукторов. Для устранения указанного недостатка необходимо применять импульсный кабельный трансформатор.

Другим недостатком одновитковых индукторов является нали­чие радиального паза, разделенного изоляцией. Радиальный паз искажает поле в его окрестности, что влияет на качество сварного соединения. Поэтому ширина паза должна быть минимальной. Вследствие указанных недостатков одновитковые индукторы при­меняют ограниченно.

Многовитковые индукторы находят более широкое применение, так как представляется возможным регулировать усилие сжатия изменением числа витков индуктора.

Различают индукторы разового и многократного действия. Индукторы разового действия — это спирали из медной шины прямоугольного сечения, предварительно покрытые изоляцией.

Индукторы многократного действия в результате применения специальных механических усилений и более прочной изоляции могут без разрушения выдерживать несколько тысяч разрядов.

При уменьшении ширины зоны взаимодействия с заготовкой, можно локализовать давление магнитного поля на небольшом уча­стке заготовки при помощи концентратора.

Схема деформирования потока с применением концентратора представлена на рис. 13.2. Между индуктором 1 и деформируемой трубчатой заготовкой 3 помещен концентратор потока 2 — мас­сивный металлический виток с радиальным разрезом. При разря­де батареи конденсаторов на индуктор в концентраторе наводит­ся ток /к, кратный числу витков индуктора. Ток /к направлен на­встречу току индуктора /и и, вследствие скин-эффекта, сосредо­точивается в поверхностном слое детали. Из-за радиального раз­реза ток ік не замыкается по внешней поверхности, а направляет­ся во внутреннюю полость концентратора, где, взаимодействуя с заготовкой 3, наводит в ней ток /3.

Достоинством этой схемы деформирования является уменьше­ние удельных усилий на индуктор по сравнению с усилиями, дей­ствующими на обрабатываемую заготовку, что позволяет дости­гать больших давлений.

Вместе с тем становится возможной унификация деформиру­ющего инструмента — использование сменных концентраторов для заготовок различных размеров при одном индукторе.

Использование концентратора потока приводит к повышению потери энергии. С этой точки зрения он менее эффективен, чем одновитковый индуктор, на который непосредственно разряжа­ется конденсаторная батарея. Поэтому схему деформирования с

концентратором потока целесообразно применять в тех случаях, когда по условиям согласования нагрузки с параметрами магнит­но-импульсной установки требуется многовитковый индуктор. Но длина индуктора по конструктивным соображениям не может быть уменьшена до требуемой длины зоны деформирования.

Необходимый тепловой режим работы обеспечивается охлаж­дением спирали индуктора водой или другой охлаждающей сре­дой, пропускаемой через специальные каналы в индукторе.