Способ сварки давлением с нагревом разнородных материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Социалистическнк

Респубанк (i> l 00020 3 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву—

f51) M Кл з (22) Заявлено 13.05.81(21) 3301571/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

В 23 К 20/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий УДКб21. 791. .бб(088.8) Опубликовано 28,0283, Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28 ° 02 ° 83 (72) Авторы изобретения

В.Н.Замков, Л.С.Киреев:, В.К.Сабокарь и С.N.

Ордена Ленина и ордена Трудового Красного институт эиектрссэарки им.. E " I е

Ъ (71) Заявитель (54) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ С НАГРЕВОМ

РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к сварке давлением и может быть использовано в различных областях машиностроения при соединении стержневых деталей встык °

Известен способ сварки давлением с нагревом, при котором осуществляют локальный нагрев эоны соединения

-и прикладывают однократно импульсную нагрузку со скоростью 1-30 м/с 1).

Недостатком этого способа является невозможность соединения разнородных материалов с ограниченной взаимной растворимостью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сварки давлением с нагревом разнородных материалов, согласно которому соединяеьаае детали устанавливают в жесткой оправке с вылетом, нагревают и сдавливают, а сварку прекращают после окончания совместной пластической деформации деталей 2 ).

Недостаток известного способа — 25 низкое качество сварки.

Цель изобретения — повышение качества сварки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сварки давлением с нагревом разнородных материалов, при котором соединяемые дета-, ли устанавливают в жесткой оправке с вылетом, нагревают и сдавливают, а сварку прекращают после окончания совместной пластической деформации деталей, вылет свариваеьых деталей устанавливают равным 0,2-0,75 их диаметра, причем вылет каждой детали обратно пропорционален пределу текучести их материалов при температуре сварки.

Способ осуществляют следующим образом.

Подготовленные к сварке соединяеwe детали иэ разнородных материалов устанавливают в жесткой оправке с вылетом, равным 0,2-0,75 их диаметра, причем вылет каждой детали устанавливают обратно пропорционально пределу текучести их материалов. Оправку со свариваемгми деталями устанавливают в вакуумную камеру, создают в ней вакуум, детали нагревают до температуры сварки и сдавливают. Сварку прекращают после окончания совместной пластической деформации деталей.

При сварке деталей иэ разнородных материалов в условиях свободного де1000201

15 танавливают в вакуумную камеру, р при достижении вакуума 10 - 1(Гмм.рт. ст свариваемые детали нагревают до температуры 650 С, равной О, б температуры образования интерметаллидов для свариваемых металлов, и сдавливают усилием 20 кгс/мм в течение 1 мин, . 2. превышающим предел текучести свариваемых металлов при температуре сварки. Сварку прекращают после окон2э чания совместной пластической деформации. Конец пластической деформации определяют по остановке штока гидроилиндра, создающего давление на сваиваемых образцах.

Испытания показывают повышение ме..ханической прочности соединения до

46 кгс/мм и

Использование изобретения позволит повысить качество сварки и даст экономических эффект более 150 тыс. руб.

Формула изобретения

Способ сварки давлением с нагре-.. вом разнородных материалов, при котором соединяемые детали устанавливают в жесткой оправке с вылетом, 40 нагревают и сдавливают, а сварку прекращают после окончания совместной пластической деформации деталей, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки., 45 вылет сваРиваемых деталей устанавливают равным 0,2 — 0,75 их диаметра, причем вылет детали обратно пропорционален пределу текучести их материалов при температуре сварки.

50 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 404588, кл. В 23 К 20/00, 04.10.72

2. Авторское свидетельство СССР

9 183041, кл. В 23 К 20/00, 24.11.62

/прототип).

Составитель В. Петросян редактор Л. Филь ТехредМ.Гергель Корректор И. Ватрушкина

Заказ 1232/11 Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пс делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д . 4/5 ул. Проектная, 4 формирования наблюдаются две стадии цикла сварки.

На первой стадии под действием давления при температуре сварки происходит течение более пластичного металла по поверхности менее пласстичного, при этом .образуется физический контакт. При температуре свар ки Т©б вЂ вЂ С ) в процессе деформации пластичный металл упрочняется в зоне стыка. Когда прочность обоих металлов выравнивается, начинается совместная пластическая деформация.

После первой стадии контактная поверхность сохраняет исходную форму °

Время же включения в деформацию менее пластичного металла зависит от различия прочностных свойств свариваемых металлов, соотношения, свободного вылета и склонности металлов к деформационнму упрочнению. В процессе совместной пластической деформации контактная поверхность из плоской . преобразуется в сферическую, с выпуклостью в сторону более пластичного металла. Этот переход от плоской поверхности к сферической является свидетельством совместной пластической деформации, что повышает качество сварного соединения.

При установке свариваеьых деталей с вылетом меньшим или большим указанного предела качество сварки ухуцшается, что установлено экспериментальным путем.

Пример . Сваривают титан

ВТ1-0 со сталями 2х13 и .4х13 беэ промежуточных прослоек. Перед сваркой детали подвергают механической обработке, обезжириванию и химическому, травлению в соответствующих травителях.После этого свариваемые детали устанавливают в жесткую оправку, изготовленную под вполне определенный типоразмер деталей. Обе свариваемые детали в зоне сварки имеют свободный вылет, который выбирают в зависимости от диаметра свариваемых деталей, свойств материала и определяют следующим образом.

При сварке деталей титана ВТ1-0 со сталью 4х13 диаметром 10 мм свободный. вылет деталей в зоне их соединения равен 2 — 7,5 мм.

Пределы текучести при температуре сварки 650 С укаэанных материалов:

ВТ1-0 (1=8 кгс/мм

Р2.

4Х13 g = 12 кгс/мм

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Обозначив вылет титана ВТ1-0 через К, а вылет стали 4Х13 через, определяют соотношение этих величин

Вл 12

Е, 8 ,— +

При общем вылете 7 мм 8< =4,2 мм, a g - =2,8 мм. Общий вылет может меняться в указанных выше пределах, но при этом должно соблюдаться соотношение е

После установки свободного вылета оправку со свариваемыми деталями ус