Юный техник 1986-02, страница 46
Наилучшее конструкторское решение задачи — это когда она решена минимумом средств. Обновленная конструкция сварочного аппарата (см. рисунок) точно иллюстрирует неписаное правило конструирования. В ней пневмока-мера, которая прежде приводила в действие центрующий и фиксирующий механизмы, как бы получила третью роль. Теперь она еще поджимает стык, не давая оплавленному материалу образовывать наплыв. Но главной проблемой оставалась для ученых прочность самого сварного шва. Даже при наилучшей центровке и фиксации, при тщательно выверенных режимах нагрева и охлаждения стыка далеко не всегда соединение получалось достаточно прочным. И особенно досадно было то, что главная причина слабости шва была хорошо известна. Материалы свариваемых деталей слишком медленно и неактивно диффундируют через поверхность контакта, мало образуется новых связей. Другими словами, расплавленный материал надо бы дополнительно перемешивать. Но как, чем? Перепробовали немало вариантов. Предварительной механической oбpaiбoткoй делали кромки труб неровными, как бы зубчатыми. Полагали, что это облегчит взаимопроникновение материалов. Увы, заметного выигрыша не было. Стали делать неровной, с различным рельефом поверхность нагревательного элемента. Улучшение было опять не очень значительным... Каким же может быть перемешивающий механизм для работы в сварном шве? Решили задачу поистине изящным способом. На внутренней кромке кольцевого нагревательного элемента нарезали зубчики. Затем каждый из них, повернув вокруг оси, превратили в своеобразный крохотный шнек (см. рисунок). Эти винтообразные зубчики-шнеки и перемешивают расплав, когда нагреватель начинают медленно извлекать из шва. Их действие напоминает работу плуга, переворачивающего пласты земли. Немалую роль играет и то, что под винтовой поверхностью зубчиков создается зона сжатия расплавленного материала, а над ними — зона разрежения. Расплав, естественно, устремляется в зону разрежения. Эффект перемешивания усиливается. Когда провели контрольные испытания новых нагревательных элементов, оказалось, что прочность шва теперь не уступает прочности основного материала! 44 |
