Способ сварки трением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 23 К20 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. J

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3780196/25-27 (22) 22.06.84 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (72) В. И. Дыскин, Л. М. Тараван, О. Н. Меркурьев, В. Г. Серебряков и С. И. Матвеев (53) 621.791.14.03 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 554115, кл. В 23 К 20/!2, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1080943, кл. В 23 К 20/12, 1983. (54) (57) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ преимущественно длинномерных заготовок, при котором торцы заготовок закрепляют в зажимных устройствах и нагревают, сообщая им резонансные крутильные колебания с одновременным приложением осе„„SU„„1260144 А1 вого сварочного давления, а по окончании нагрева осуществляют проковку, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности устройства для осуществления способа, свободный конец каждой заготовки закрепляют во втором зажимном устройстве, при этом расстояние между первым и вторым зажимными устройствами выбирают исходя из следующей зависимости

e =

<0 I где G — - модуль упругости второго рода;

I> — полярный момент инерции сечения заготовки;

I — момент инерции крутильной массы;

o>i — частота колебаний привода крутильных колебаний.

1260144

Изобретение относится к сварке, а именно к способам сварки трением труб, арматурных стержней и т. п.

Цель изобретения — упрощение и повышение надежности устройства для осуществления способа.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, на котором смонтированы приводы 2 и 3 крутильных колебаний. Привод крутильных колебаний представляет собой обычный асинхронный электродвигатель с реверсивным переключателем направления вращения или широко применяемый в устройствах для сварки трением механический импульсатор, выполненный на базе неполного планетарного ряда с неуравновешенными сателлитами, водило которого связано с приводом вращения, а солнце — с выходным валом, совершающим крутильные колебания. На валу приводов 2 и 3 с возможностью осевого перемещения установлены фрикционные ролики 4 и 5, на которых установлены две симметричные части 6 и 7 электромагнита (возможно испОлнение электромагнита в виде корпуса-магнитопровода и якоря), на которых смонтированы цанговые зажимные устройства 8 и 9. Другая пара зажимных устройств 10 и 11 установлена с возможностью осевого перемещения на шпонках относительно корпуса 1 машины. Расстояние между зажимными устройствами подсчитывается по формуле

g G Ip а )

1 где G — модуль упругости второго рода;

1 — полярный момент инерции сечения заготовки;

1 — момент инерции крутильной массы; а — частота колебаний привода крутильных колебаний.

Магнитный поток электромагнита, показанный штриховой линией, создается с помощью катушек 12 и 13. Для возврата роликов 4 и 5 с двумя частями 6 и 7 электромагнита в исходное положение устанавливаются пружины 14 и 15. Для удаления грата после сварки на магнитопроводе 6 закреплена матрица 16. Свариваемые заготовки обозначены позициями 17 и 18. В качестве ограничителей угловых перемещений используются регулируемые упоры 19 и 20. Упоры экспериментальным путем настраиваются таким образом, чтобы крутильные колебания заготовок происходили в пределах упругих деформаций и не происходило поломок заготовок во время сварки. Машина имеет также регулятор частоты импульсов, подаваемых на привод крутильных колебаний (не показан). Он необходим при использова40

50

10 !

35 нии машины для сварки заготовок различных диаметров и длин. В случае использования машины для одного определенного типа заготовок необходимость в регуляторе частоты импульсов отпадает.

Способ осуществляют следующим образом.

Свариваемые заготовки 17 и 18 устанавливают в зажимных устройствах. После этого на приводы 2 и 3 подают импульсы напряжения питания, сообщающие валам приводов крутильные колебания то в одну, то в другую сторону. Колебания приводов осуществляются в противофазе, что позволяет увеличить суммарную амплитуду колебаний. От роликов 4 и 5 колебательное движение за счет сил трения передается магнитопроводам 6 и 7 и зажимным устройствам 8 и 9

Одновременно включают катушки 12 и 13 электромагнита. При этом создается давление в сварочном стыке и происходит его разогрев. По истечении времени разогрева (в машине имеется реле времени, которое на чертеже не показано), приводы крутильных колебаний отключаются, а на катушках электромагнита повышают напряжение питания, увеличивая тем самым давление.

Происходит проковка. После проковки привод давления отключают и разжимают зажимные устройства 8 и 10. Затем катушки

12 и 13 опять включают и магнитопровод 6 перемещается навстречу магнитопроводу 7 относительно сваренной заготовки.

При этом матрицей 16 срезается грат, образовавшийся при сварке.

Пример. Сваривают трубы диаметром

70 мм, толщиной стенки 4 мм, материал

Ст.40Х, группа В, ГОСТ 8731 — 74, модуль упругости G = 8,1Х10 кг/м .

Полярный момент инерции заготовки определяют по известной формуле р4

= — (1 — (") ), 2 R где R«= 0,031 ц — внутренний радиус трубы

Ip= 87 10 — 4

Момент инерции крутильной массы I=

= 100 кг)(м . Частота привода крутильных колебаний ь = 10 Гц. Расстояние между зажимными элементами

Амплитуда колебаний составляет 5 мм, линейная скорость — 0,2 м/с. Сварочное давление в процессе сварочного цикла изменяется от 30 до 100 кн. Время нагрева составляет 10 с, время проковки — 3 с.

Изобретение позволяет значительно повысить срок службы и упростить конструкцию устройства для его реализации.

1260144

Редактор Е. Конча

Заказ 5 I 67/9

Составитель И. Фелицина

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж IOOI Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l 3035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4