Способ сварки трением

 

Изобретение относится к сварке, в частности к сварке трением, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Целью изоб- . ретения является расширение технологических возможностей за счет сварки заготовок с поверхностями стыка, содержащими окалину, и ускорения процесса нагрева с одновременным снижением величины осевого усилия нагрева. О При нагреве одну из заготовок вращают, а другую возвратно-поступательно перемещают с определенной амплитудой. При этом осевое усилие сжатия повышают от нуля до давления нагрева. Это способствует быстрому удалению окалины из стыка и не дает ей внедриться в более глубокие слои. После окончания нагрева детали центрируют. Вращение продолжают до начала проковки, чем обеспечивается полное разрушение окисных пленок. I (Л со СП СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19у (И) А1 (5l) 4 В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3895613/30-27 (22) 12.02.85 (46) 30.11.87. Бюл, К- 44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (71) Научно-производственное объеди нение "Анитим" (72) В.A.×åðíûé, В.M.Êóýíåöoâ, В.И.Егоров и Е.Я.Маргольф (53) 621. 791. 14 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 529921, кл. В 23,К 20/12, 1974.

Вилль В.И, Сварка металлов трением. Л.: Машиностроение, .1970, с. 7. (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к сварке, в частности к сварке трением, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет сварки заготовок с поверхностями стыка, содержащими окалину, и ускорения процесса нагрева с одновременным снижением величины осевого усилия нагрева. о

При нагреве одну из заготовок вращают, а другую возвратно-поступательно перемещают с определенной амплитудой.

При этом осевое усилие сжатия повышают от нуля до давления нагрева. Это способствует быстрому удалению окалины из стыка и не дает ей внедриться в более глубокие слои.-После окончания нагрева детали центрируют. Вращение продолжают до начала проковки, чем обеспечивается полное разрушение окисных пленок.

1 1355412 2

Изобретение относится к сварке, в частности к сварке трением, и может бйть использовано в различных отраслях машиностроения.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет сварки заготовок с поверхностями стыка, содержащими окалину, ускорения процесса разогрева с одно- 1ð временной пониженной .величиной осевого усилия нагрева.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что после соприкосЭ новения заготовок одну из них вращают,15 а другую возвратно-поступательно перемещают через центр вращения с амплитудой перемещения от центра 0,20 5 диаметра меньшей заготовки, при этом осевое усилие сжатия заготовок повышают от нуля до давления нагрева, выдерживают движения заготовок до разогрева их торцов и центрируют, причем вращение не останавливаЮт до начала проковки, которую осуществля- 25 ют через 1,0-1,5 с после фиксации.

Возвратно-поступательное перемещение одной из заготовок через центр вращения с амплитудой перемещения от центра 0,2-0,5 диаметра меньшей заготовки и вращение другой при одновременном повышении осевого усилия сжатия заготовок от нуля до давления нагрева позволяет уже в начальной стадии процесса разогрева заготовок с поверхностями стыка, содержащими

35 окалину, удалить последнюю, очистить поверхности стыков эа счет того, что при данных движениях заготовкк выполняют роль инструмента, очищающего

4Р окалину. При последующих этапах нагрева заготовок в период возвратнопоступательного перемещения также осуществляется разрушенке и удаление окисных пленок и окалины.

Повышение осевого усилия сжатия от нуля до давления нагрева способствует наиболее быстрому удалению окалины из стыка заготовок, не давая ей вне иться в более глубокие слои.

AP

5Î

Выдержка вращения и возвратно-поступательного перемещения заготовок до разогрева их торцов позволяет обеспечить быстрый и равномерный нагрев стыков заготовок, так как при данной вариации движений происходит постоянный обмен контактирующими областями поверхностей между двумя заготовками. Области с максимальным выделением тепла поочередно контактируют с менее нагретыми и нагрев нх осуществляется в основном от прямого контакта.

При перемещениях заготовок по"тоянно происходит изменение площади их контакта, что при прочих равных условиях обеспечивает возможность уменьшения усилия сжатия заготовок во время их нагрева. Уменьшение величины общего усилкя нагрева ведет, с одной стороны, к уменьшению мощности привода вращения и повышению коэффициента кспользованкя его при сварке трением, с другой стороны, обеспечи-. вает возможность сварки трением заготовок с большими площадями поперечных сечений.

Выдержка вращательного движения заготовки после центрирования заготовок по оск вращения позволяет непосредственно перед проковкой полностью разрушить окисные пленки и образовать необходкмые области схватывания металлов, Способ осуществгяется следующим образом.

Свариваемые заготовки устанавливают в зажимных устройствах передней бабки и каретке сварочной машины.

Заготовки доводят до соприкосновения и сообщают движения: одной, закрепленной в передней бабке, вращение, а другой, закрепленной в каретке, — возвратно-поступательное перемещение.

При этом повышают усилие сжатия заготовок от нуля до давления нагрева.

Давление нагрева выбирают по усредненной площади контакта заготовок во время их перемещений. Выдерживают относительные движения заготовок дс ра.— зогрева их торцов и фиксируют по центi ру вращения. После выдержки вращательного движения осуществляют про— ковку, завершая тем самым цикл сьарки.

Пример конкретного осуществления способа.

Сварку выполняли на машине сварки трением МСТ-51, оснащенной дополнительным устройством для перемещения заготовки с задней бабкой машины, Устройство для перемещенкй задней бабки оснащено направляющими к упорами для восприятия осевых нагрузок и приводится в действие от гидроцилкндра подачи. На станине машины по оси вращения со стороны задней бабки размещено фиксирующее устройство, 1355412

Составитель Э. Ветрова

Редактор M. Êåëåìåø Техред Л. Олийнык Корректор И. Эрдейи

Заказ 5745/14 Тираж 970 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Произв< дственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 выполненное в виде клина, приводимого в движение от гидроцилиндра зажима.

В качестве деталей для сварки брали заготовки с термической окалиной, материал свариваемых заготовок— сталь 45 и сталь 40Х, диаметр заготовок 60 мм.

Заготовки закрепляли в эажимных приспособлениях машины и доводили до соприкосновения. Шпиндельный узел 10 передней бабки приводили .во вращение с частотой 500 об/мин. Заготовку, закрепленную в задней бабке, — с помощью дополнительного устройства возвратно-поступательного перемещения с 15 переменной частотой 1 Гц и амплитудой перемещений от центра 20 мм.

В течение 2 с усилие сжатия заготовок доводили от нуля до давления нагрева 11 — 12 ИПа (1,1-1,2 кг/мм ). 20

Выдержку движений при указанном давлении осуществляли l2 с. После этого заготовки центрировали по оси вращения с помощью фиксирующего устройства. Через 1,0-1,5 с после фиксации останавливали вращение и производили проковку давлением 45 МПа. (4 5 кг/мм ) .

Заготовки, сваренные предложенным способом, имели высокую прочность на разрыв (90 кгс/мм ). В зоне сва- 30 рочного соединения отсутствовали дефекты типа пору раковин, расслоений и др. Сваренные заготовки с термической окалиной с теми же параметрами давления нагрева, времени нагрева, 35 давления проковки и на этой же машине, но обычным способом, имели незначительное схватывание при очень низкой прочности на разрыв (менее

50 кгс/мм ). 40

Таким образом, предложенный способ сварки трением по сравнению с известным имеет ряд преимуществ: ускоряется процесс разогрева стыка торцов заготовок; осевое усилие нагрева уменьшается; становится возможной сварка трением заготовок с поверхностями, покрытыми окалиной без предварительной зачистки; уменьшается трудоемкость сварки трением; увеличивается диапазон свариваемых заготовок по площади их сечений; уменьшается мощность привода; увеличивается коэффициент использования мощности привода.

Кроме того„ устройство для осуществления предложенного способа отличается простотой и надежностью при эксплуатации.

Формула и з обретения

Способ сварки трением, включающий нагрев заготовок с вращением одной из них и приложением осевого усилия и проковку после остановки вращения, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет обеспечения сварки заготовок с окалиной на поверхности, ускорения процесса нагрева и снижения величины осевого усилия при нагреве, вторую заготовку при нагреве перемещают возвратно-поступательно через центр вращения первой с амплитудой перемещения от центра 0,20,5 диаметра меньшей заготовки, нагрев производят при повышении осевого усилия от нуля до заданного давления нагрева, после окончания нагрева заготовки центрируют, продолжают вращать первую заготовку 1,0-1,5 с, после чего осуществляют проковку.