Способ сварки трением

 

ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01) ggy В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "

Н АВ ГОРСКОМ,Ф СВИДЕ П=ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

% (2l) 3701818/25-27 (22) 29.11.83 (46) 15.01.86, Бюл. № .2 (71) Производственное объединение ,"Челябинский тракторный завод им. м

В.И.Ленина и Челябинский филиал

Научно-исследовательского института технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения (72) Л.С.Канель, В.И.Дыскин, О.Н.Меркурьев, Г.А.Горбунов и А.А.Исаев (53) 62!.971.14(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 961735, кл. В 23 К 20/12, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1016119, кл. В 23 К 20/12, 1983. (54) (51) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ одно временно двух стыков, включающий установку и закрепление свариваейых деталей в зажимах якорей и обоих торцов ротора, относительное враи1ение свариваемых деталей с одновременным приложением осевого усилия и йоследующую проковку, о т л н ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения сварки и последующей термообработки сварного соединения в герметичной камере с защитной средой, свариваемые торцы выполняют в виде прямого и обратного конусов; сопрягая которые центрируют ротор относительно якорей перед сообщением свариваемым деталям относи.тельного вращения.

1204343

5 !

О

Изобретение относится к сварке, а именно к способам сварки трением, преимущественно, сталей и сплавов с особыми физическими ствойствами, а также титановых, магниевых и других сплавов, требующих обязательной защитной среды при нагреве с целью получения удовлетворительного качества сварного соединения.

Целью изобретения является обеспечение сварки и последующей термообработки сварного соединения в герметичной камере с защитной средой.

На чертеже приведено устройство для реализации способа, разрез.

Способ осуществляется следующим образом.

Свариваемые детали 1 и 2 устанавливают и закрепляют в зажимных устройствах соответственно 3 и 4 ротора 5 асинхронного электродвигателя, установленного внутри камеры 6, выполненной в виде.цилиндрической втулки, при этом крышки

7 и 8 камеры и якоря 9 и 10 электромагнита сняты. Во время установки и фиксации деталей 1 и 2 возможно последовательное осевое перемещение ротора 5 вправо или влево для удобства осуществлениях этих операций. Затем производят установку и закрепление деталей 11 и 12 в зажимных устройствах 13 и 14 якорей

9 и 10. Торцы пар деталей 1 и 11, 2 и 12 выполнены в виде прямого и обратного конусов. Якоря 9 и 10 с закрепленными деталями 11 и 12 поочередно вставляют внутрь камеры 6 и герметизируют ее крышками 7 и 8. Вылет деталей 1,2, 11, 12 и линейные размеры ротора 5 и якорей 9 и 10 выбраны таким образом, чтобы при установке якорей и крышек 7 и 8 производилась предварительная центровка ротора 5. Камеру 6 в сборе с ротором

5, якорями 9 и 10 крышками 7 и 8 и установленными парами свариваемых деталей 1 и 11, 2 и 12 закрепляют, на магнитопроводе 15, при этом ротор 5 располагают внутри статора 16 с обмоткой асинхронного электродвигателя, смонтированного снаружи камеры на магнитопроводе 15. В камере создают необходимую защитную среду, включают катушки 17 электромагнита,при этом якоря 9 и 10 перемещаются навстречу. ротору 5. Происходит сопряжение полное или частичное конусных поверхностей деталей 1, 11 и

2, 12 и окончательная центровка ротора 5, между стенками камеры 6 и наружной поверхностью ротора 5 образуется зазор ° Включают обмотку статора 16 электродвигателя. Ротор 5 со свариваемыми деталями раскручивается до номинальных оборотов, причем с целью образования прослойки жидкого металла в сварном стыке, выполняющей также роль смазки подшипникового узла, образуемого свариваемыми деталями, вращение осуществляют под небольшим давлением. При включении в пластическое течение металла всей сопрягаемой конической поверхности соединения, что можно контролировать по времени процесса или по величине износа сопрягаемых поверхнастей, производят отключение обмотки статара, и ротор 5 за счет трения в стыке тормозится. После осуществления проковки отключают обмотки катушек 17 электромагнита и камеру в сборе со сварными деталями без разргерметизации извлекают из устройства для сварки и помещают в печь для последующей термообработки, причем отсутствие подшипников в камере, функцию которых выполняет каждое создаваемое сварное соединение при взаимном вращении по сопрягаемым коническим поверхностям, позволяет осуществлять термообработку в полном и необходимом объеме, что гарантирует качество сварных стыков.В зависимости от материала свариваемых деталей и требований, предъявляемых к сварному соединению, цикл изменения осевого давления в процессе притирки поверхностей, нагрева, сварки и проковки мажет варьироваться.

Осуществлена сварка элементов форсунки, представляющих собой сварной узел, состоящий из трубки из жаропрочного сплава с круговой гофрой на одном конце и стакана, на котором нанесена винтовая линия, между наружной поверхностью трубки и внутренней поверхностью стакана образована полость переменного сечения для охлаждения узла. Прямой и обратный конусы гофры трубки и внутрен— ней торцовой поверхности стакана— около 90, Сварка произведена на опытной установке на базе электродвигателя с

1204343

Составитель И.Фелицина

Редактор И.Рыбченко Техред O.Âàùèøèíà Корректор М.Максимишинец

Заказ 8462/11 Тираж 1085 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 полым ротором, и магнитной системой, Наружный диаметр ротора 100 мм, якорей 102 мм. Максимальное .усилие, раз виваемое в установке 25 кН. Вакуумная камера выполнена из трубы из жаропрочного сплава с толщиной стен ки 2 мм.

Технология: загрузка и фиксация стаканов в роторе с двух сторон, закрепление трубок в якорях, установка якорей в трубу камеры и герметизация ее с двух сторон крышками, установка и закрепление камеры на магнитопроводе. Откачка воздуха до вакуума порядка 10 Па. Потребляемая мощность .при сварке около 0,8 кВт.

Давление в процессе сварки плавно нарастало от 3 до 12 кН при проковке. После сварки камеру с ротором, сваренными деталями, якорями без разгерметизации помещали в обычую нагревательную печь для произодства отжига с целью повышения пластичности и циклической прочности сварных соединений.

Режим отжига: выдержка при 720О

770 С в течение 1 ч, охлаждение вместе с печью до 200 С, охлаждение на воздухе до комнатной температуры, разгерметизация камеры, съем. крышек, раскрепление трубок от эажимных устройств якорей, извлечение якорей иэ камеры, раскрепление стаканов и извлечение свальных узлов.

Параметры электродвигателя подбирали опытным путем установкой ротора меньшего габарита в статор асинхронного двигателя на подшипники с l0 переходными втулками по валу ротора н посадочным диаметром подшипников.

В частности на электродвигателе

АОЛ-22-2 мощностью 0,6 кВт с числом оборотов 2800 .об/мин при установке ротора от электродвигателя

АОЛ-12-4 бып образован зазор между ротором и статором в 7 мм. Падение мощности составляло около 10-12Х.

Наблюдался повышенный нагрев ста" торной обмотки вследствие повышенного тока намагничивания.

Использование изобретения позволяет повысить надежность сварного соединения путем термообработки в съемных камерах установки, беэ использования подшипников, которые температуры термообработки не. выдерживают.