Способ сварки трением

 

О П И С А Н И Е () 1002120

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советск ик

Социалистических

Республик

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) 3ая влено 28. 04.. 81 (21) 3280344/25-27 с присоединением заявки,рк (5!)М. Кл.

В 23 К 20/12 (23) Приоритет

Гасударственный кемнтет

СССР

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень JA 9 (53) УДК 621 ° ° 791 14 (088.8) .нв аелем нзебретеннй

w етнрытнй

Дата опубликования описания 1 0 . 03 . 83 (72) Авторы изобретения

Г.В. Белошапкин, В.В. Кривошеев и А.П ° Путинцев

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им С.И.Кирова и 5-й Государственный подшипниковый завод (71) Заявители (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕИ

Изобретение относится к процессам обработки металлов давлением, а именно к. сварке трением неповоротных стыков.

Известен способ сварки трением, по которому обе свариваемые детали сжи5 мают, вращают в одну сторону с одинаковой угловой скоростью, оси вращения расположены параллельно, а перед проковкой оси совмещаются (1 1, Недостатком этого способа является то, что при вращении свариваемых деталей возникают радиальные нагрузки, эквивалентные осевым, это приводит к усложнению конструкции подшипникового т узла, к снижению его работоспособности и надежности., кроме того, этим способом невозможно производить сварку неповоротных стыков.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ сварки трением, при котором осуществ-, ляют перемещение одного из сваривае- .

2 мых торцов относительно другого вокруг неподвижного центра 2 ).

Недостатком этого способа сварки трением является то, что при пространственном движении одного из свариваемых торцов, как показали проведенные эксперименты, не обеспечивается равномерное распределение сжимающего усилия по торцу и как след" ствие, температуры, что существенно снижает качество сварного соединения.

Эти недостатки вызваны взаимной непараллельностью свариваемых поверхностей.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения.

Цель достигается тем, что в способе сварки трением, при котором осуществляют перемещение одного из свариваемых торцов относительно другого вокруг неподвижного центра, второму свариваемому торцу сообщают в противофазе и синхронно первому перемещение вокруг неподвижного центра, при

3 10021 этом перпендикуляры, восстановленные из неподвижных центров на свариваемые торцы, остаются параллельными.

Перемещение свариваемым торцам сообщают по сфере или колебательное

% в одной плоскости.

При таком взаимном перемещении свариваемых торцов кинематически исключается раскрытие стыка, усилие сжатия равномерно распределяется по плоскости взаимного контакта и скорость относительного скольжения одинакова в любой точке, следовательно генерирование тепла происходит равномерно по всей плоскости и не зависит от размеров и формы свариваемых торцов. Равномерное генерирование тепла приводит к повышению качества сварного соединения, снижению внут. ренних термических напряжений, интенсификации процесса.

На фиг. 1 и 2 изображены схемы двух вариантов осуществления предлагаемого способа.

На чертежах показаны свариваемая деталь 1, силовой гидравлический цилиндр 2, коленчатый аал 3 с переменным кривошииом, упорные штанги 4, зажимное устройство 5.

По схеме, изображенной на фиг. 1, сварку производят следующим образом: свариваемые концы детали 1 закрепляют в зажимном устройстве g, торцы сжимаются посредством упорных штанг 4 и силового гидравлического цилиндра 2, Свариваемые торцы взаимно перемещают с помощью коленчатого вала с переменным кривошипом а противофазе, причем, перпендикуляры, восстановленные из центров сфер 01, 0 2 на свариваемые торцы, в процессе относительного дви- жения остаются взаимно параллельными и образуют конические поверхности с общим основанием. В процессе относительного движения свариваемые торцы кинематически совмещены, следовательно, сжимающее. усилие равномерно распределяется в месте контакта, а скорость относительного скольжения в любой точке контакта одинакова и не зависит от размеров и формы сечения. После достижения в стыке температуры сварки кривошипы коленчатого вала 3 уменьшают до нуля, относительное перемещение саариваемых торцов детали 1 прекращают, завершается про- $5

- цесс сварки трением.

По схеме, изображенной на фиг. 2, сварку производят следующим образом:

20 4 свариваемые концы детали 1 закрепляют в зажимном устройстве 5, торцы сжимают посредством упорных штанг 4 и силового гидравлического цилиндра 2. Свариваемые торцы взаимно перемещают с помощью двухпорзунного кривошипно-шатунного механизма с переменным кривошипом в противофазе, причем перпендикуляры, восстановленные из центров сфер 01, 02 на свариваемые торцы, перемещают в одной плоскости и в процессе относительного движения остаются взаимно параллельными. Возникающее в процессе относительного перемещения изменение межцентрового расстояния 0, 0 компенсируется силовым гидравлическим цилиндром 2. После достижения в стыке температуры сварки кривошипы коленчатого вала 3 уменьшают до нуля, относительное перемещение свариваемых торцов детали 1 прекращают завершают процесс сварки трением.

Проведенные эксперименты на установке по сварке трением, моделирующей прототип, показали, что при сферическом достижении одной заготовки с увеличением диаметральных размеров наблюдался непровар по периферии и перегрев в центральной части образца, а также некоторое увеличение времени сварки трением. Данный способ сварки исключает это явление, что благоприятно отражается на качестве сварного соединения и производительности процесса сварки.

Изобретение может найти применение для сварки трением неповоротных стыков различных деталей, например деталей, имеющих форму кольца, обойм подшипников качения, звеньев цепи и других.

Формула изобретения 1. Способ сварки трением, при кото- . ром осуществляют перемещение одного из свариваемых торцов относительно другого вокруг неподвижного центра, отличающийся, тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, второму свариваемому торцу сообщают в противофазе и синхронно первому перемещение вокруг неподвижного центра, при этом перпендикуляры, восстановленные из неподвижных центров на свариваемые торцы, остаются параллельными.

5 10021

2. Способ no n. 1, о т л и ч а ю -. шийся тем, что перемещение свариваемым торцам сообщают по сфере.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что свариваемым торцам сообщают колебательное перемещение в одной плоскости.

2Р 4

Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

Патент СССР и . 329700, кл. В 23 К 20/12, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 554115, кл. B 23 K 20/12, 1974 (прототип).

1002120

Составитель В. Чабуркин

Редактор Е. Иесропова Техред О.Неце

Корректор С. Шекмар

Заказ 1690/5

Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4