Способ сварки трением

 

СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, при котором свариваемые заготовки нагревают путем сообщения им относительного вращения при прижатии друг к другу, а в конце нагрева осуществляют их торможение, обеспечивая при этом возрастание момента трения в стыке до максимального значения, отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности сварного соединения, торможение осуществляют до нулевой относительной скорости вращения заготовок, при достижении которой к одной из заготовок прикладывают крутящий момент, равный по i величине максимальному значению (Л момента трения в стыке при торможении и противоположный ему по знаку. -ч

СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А цд 4 В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3746074/25-27 (22) 29,05.84 (46) 15, 12.85, Бюл, И 46 (71) Челябинский конструкторско-технологический институт автоматизации и механизации в автомобилестроении и Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.П.Воинов, Н,М.Ведерников и P.H.Áoëäûðåâ (53) 621.791.14 (088.8) (56) Вилль В,И, Сварка металлов трением. Л,: Машиностроение, 1970, с,7, рис,1, Авторское свидетельство СССР

9 416199, кл. В 23 К 20/12, 1971. (54)(57) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, при котором свариваемые заготовки нагревают путем сообщения им относительного вращения при прижатии друг к другу, а в конце нагрева осуществляют их торможение, обеспечивая при этом возрастание момента трения в стыке до максимального значения, отличающийся .тем, что, с целью повышения прочности сварного соединения, торможение осуществляют до нулевой относительной скорости вращения заготовок, при достижении которой к одной из заготовок прикладывают крутящий момент, равный по

Ж величине максимальному значению момента трения в стыке при торможении и противоположный ему по знаку.

1197811

20

30

Изобретение относится к сварке металлов трением, Цель изобретения — повышение прочности снарного соединения путем формирования стыка по типу замкового соедтпления, На фиг,1 изображены графики изменения относительной скорости (u3) заготовок и момента н стыке (М) трения во времени (t) н способе сварки трением; на фиг,2 — возможный вариант схемы машины сварки трением для реализации предлагаемого способа, на фиг.3 — разрез А-Л на фиг,2, Машина сварки трением содержит корнус 1, приводной двигатель 2, вал которого посредством муфты 3 сцепления соединен с рабочим шцинделем 4, В шпинделе 4. закреплена одна из свариваемых заготовок 5, а другая заготовка 6 закреплена неподвижно в зажиме корпуса 1, На валу шпинделя 4 жестко установлен элемент 7 тормоза, а сопряженный ему элемент 8 тормозя размещен на подшипниках н корпусе 1 с возможностью поворота относительно последнего, Пружина 9 установлена между двумя упорами, из которых один — 10 закреплен на элементе тормоза 8, а другой — 11 — на корпусе 1, Позицией 12 обозначен стык соединения между заготовками 5 и 6.

Способ осуществляют следующим образом, После зажима заготовок 5 и 6 приводят во вращение рабостий шпиндель 4, прижимая для нагрева стыка 12 заготовки друг к другу с усилием, Относительная скорость M заготовок при этом остается постоянной, а момент трения после достижения макс первого максимального значения М снижается до установившейся величины, После нагрева стыка 12 заготовок с помощью тормозных элементов 7 и 8 производят регламентированное торможение шпинделя 4, в результате чего момент трения увеличивается до макс второго максимального значения М

В самом начале торможения фрикционный элемент 7 воздеиствует тормоз" ным моментом на фрикционный элемент 8, который поворачивается вокруг оси и с помощью упора 10 сжимает пружину 9, которая имеет опору на упор 11 корпуса 1 машины, Таким образом, фрикционный элемент 8 совершает лишь ограниченный поворот, не нарушая характеристик. торможения шпинделя, которые практически остаются такими же, как и при торможении на "корпус ° Параметры пружины 9 выбраны такими, что усилие сжатой пружины развивает на шпинделе 4 крутящий момент, равмак с ныи М, Пружина 9 остается сжатой вплоть до окончания торможения, когда относительная скорость заготовок 5 и 6 становится равной нулю.

Становятся равными нулю также инерционные силы шпинделя 4, которые создавали момент трения н стыке, Одногтременно пружина 9 через сцепленные фрикционные элементы 7 и 8 передает крутящий момент M н противоположную сторону, развития макс силы трения, равные М, противоположного знака, Стык 12 заготовок испытывает незначительную деформацию, равную по величине деформации, получаемой в момент окончания инерционной сварки (или обычной сварки трением без применения тормозных устройств), В отличие от известных способов сварки в предлагаемом происходит смена знаков моментов трения в стыке, в результате чего совокупность зерен и частиц сплошности металла стьпса ориентированы однородно и перемещаются навстречу друг другу, формируя соединение по типу замкового", что благоприятно сказывается на структуре и прочности сварного соединения.

Предлагаемая схема машины сварки трением для реализации способа не является единственной. Возможно в момент достижени>т нулевой относительной скорости заготовок созда— вать крутящий момент в стыке М не с помощью пружины, а с помощью, например, дополнительных фрикционных элементов, приложенных к рабочему шпинделю и стремящихся повер-( нуть его в сторону, противоположную первоначальному вращению, или приложенных к неподвижной заготовке так, чтобы фрикционные элементы стремились повернуть ее н сторону началь« ной скорости вращения рабочего шпинделя.

Предлагаемытт способ экспериментально опробован на машине сварки

1197811

Р 3 7

Составитель И,Фелицина

Техред А.Бойко Корректор Е.Сирохман

Редактор А.Ревин

Заказ 7657/13

Тираж 1085 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 трением типа MCT-1. Параметры сварки: скорость рабочего шпинделя

2100 об/мин, давление нагрева

5 кгс/мм ; давление проковки

10 кгс/мм, время нагрева 2,2 с, время проковки 1,5 с, использовали заготовки ф 20 мм, сталь 20. Качество сварного соединения оценивали по величине ударной вязкости образцов в соответствии со стандартной методикой испытаний, Величина второго максимального момента трения в стыке М при торможении иадсс составляла 16,6 кгм (т.е. 3,4 величины установившегося момента в трения в стыке). Это значение было использовано для проверки способа с помощью дополнительных фрикционных элементов на рабочем шпинделе, При обычной сварке трением по предлагаемому способу ударная вязкость образцов была 20,4 кгм/см L а при сварке без проковки12,5 кгм/см, Результаты сравнительного экспе10 римента показывают, что предлагаемый способ не только улучшает качество сварных соединений, но и снижает требуемую величину проковочных усилий. Способ рекомендуется применять на машинах сварки трением, предназначенных для ответственных деталей,