Способ сварки трением

 

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к способу получения неразъемных соединений с применением сварки трением. Целью изобретения является интенсификация процесса и повышение качества сварного соединения за счет перераспределения температурного поля по свариваемому сечению, В процессе нагрева производят изменение осевого давления по периодическому закону от максимально допустимого значения до минимального, обеспечивающего выдавливание окисных пленок из стыка с определенной частотой, определяемой из зависимости f A/d, где А - коэффициент , равный 8 Е - модуль нормальной упругости; d - диаметр свариваемых материалов. В случае сварки разнородных металлов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, давление нагрева изменяют в течение всего времени нагрева, а в случае сварки однородных металлов , покрытых слоем окалины, давление нагрева изменяют до достижения моментом трения установившегося значения. Затем осуществляют проковку. Особенно эффективен способ при сварке тугоплавких материалов со сталями, а также металлов, торцы которых покрыты окисной пленкой. 2 з.п ф-лы, 3 ил. Sfi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3871951/25-27 (22) 27.03.85 (46) 23.02.88. Бюл. № 7 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона (72) В. К. Лебедев, И. A. Черненко, А. Т.Дышленко, Л. В. Литвин и В. И. Тишура (53) 621.791.14 (088.8) (56) Вилль В. И. Сварка металлов трением. Л.: Машино.троение, 1970, с. 61, рис. 29.

Авторское свидетельство СССР

K 1209398, кл. В 23 К 20/12, 1983. (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к сварочной технике, в частности к способу получения нераз ьемных соединений с применением сварки трением. Целью изобретения является интенсификация процесса и повышение качества сварного соединения за счет перераспределения температурного поля по

„„SU„„1375423 А 1 свариваемому сечению. В процессе нагрева производят изменение осевого давления по периодическому закону от максимально допустимого значения до минимального, обеспечивающего выдавливание окисных пленок из стыка с определенной частотой, определяемой из зависимости f = А/d, где А — коэффициент, равный 8 10 "/Е; E — модуль нормальной упругости; d — диаметр свариваемых материалов. В случае сварки разнородных металлов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, давление нагрева изменяют в течение всего времени нагрева, а в случае сварки однородных металлов, покрытых слоем окалины, давление нагрева изменяют до достижения моментом трения установившегося значения. Затем осуществляют проковку, Особенно эффективен способ при сварке тугоплавких материалов со сталями, а также металлов, торцы которых покрыты окисной пленкой.

2 з.п ф-лы, 3 ил.

1375423

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при изготовлении деталей методом сварки трением.

Цель изобретения — интенсификация процесса и повышение качества сварного соединения за счет перераспределения температурного поля по свариваемому сечению.

На фиг 1 приведены кривые изменения величины осадки Л1, осевого усилия P и скорости вращения и; на фиг. 2 — типичные формы сварных соединений, полученных при различных значениях осевого усилия: а) при малых осевых усилиях (давление в стыке при сварке малоуглеродистых сталей равно 10 — 50 МПа); б — при больших осевых усилиях (давление в стыке при сварке малоуглеродистых сталей более 80 МПа); на фиг 3 — кривые изменения осевого усилия Р, скорости вращения и и момента трения М.

Способ осуществляется следующим образом.

Свариваемые детали приводят в относительное вращение с одновременным- приложением давления нагрева, которое изменяют по периодическому закону от максимально допустимого значения, зависящего от площади поперечного сечения и свойств свариваемых материалов, до минимального, обеспечивающего выдавливание окисных пленок из стыка с определенной частотой, выбираемой по эмпирической зависимости

f A + 15о где А коэффициент, определенный экспериментальным путем и соответст8 10" вующий А—

F. — модуль нормальной упругости, МПа;

d — диаметр свариваемых материалов, мм.

В результате периодического изменения давления нагрева с указанной частотой зона максимального тепловыделения перемешается по поверхности трения, снижается напряжение текучести, разрушаются окисные и другие пленки, создается мелкозернистая и однородная структура. При отклонении значения f от вычисленного из соотношения более чем на 15% эффект от изменения усилия снижается, что приводит не только к снижению производительности, но и вызывает непровары в центре и на периферии соединения.

В случае сварки разнородных металлов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, давление нагрева изменяют по периодическому закону в течение всего времени нагрева, а в соотношение для определения f подставляют модуль нормальной упругости металла с меньшей упругостью.

Формула изобретения

I. Способ сварки трением, включающий относительное вращение деталей с приложением давления нагрева и последующую проковку, при котором давление нагрева изменяют по периодическому закону от максимально допустимого значения до минимального, обеспечивающего выдавление окисных пленок из стыка, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества сварного соединения за счет перераспределения температурного поля по свариваемому сечению, частоту изменения давления нагрева выбирают из соотношения

w+ 15о — — о где f — частота колебаний, Гц;

А — коэффициент, определяемый из зави2

В случае сварки однородных металлов, покрытых слоем окалины, периодическое изменение давления нагрева прекращают при установившемся значении момента трения, а затем осуществляют проковку.

Пример 1. Производят инерционную сварку трением жаропрочной стали ЭИ вЂ” 69 со сталью 40Х на машине СТ вЂ” 100, диаметр свариваемых заготовок 16 мм. Режим сварки: частота вращения 270 с; момент инер10 ции вращающихся частей машины 0,6 кг м - ; усилие Р:асс 20 кН; vcHJIHe Р". 13,5 K H; QcHлие Р 35 кН; частота изменения усилия

2,5 Гц, частота вращения, при которой переключают усилие до Р2, равна 27 с . При этом суммарная осадка Л1 7,2 мм, а время сварки 4 с, в то время как в известном способе время сварки составляет

5,1 с.

Пример 2. Производят инерционную сварку трением ванадия со сталью Ст3 на ма20 шине СТ вЂ” 100, диаметр свариваемых заготовок 30 мм. Режим сварки: частота вращения 270 с, усилие Р.-. 45 кН; усилие

P 12 кН; усилие Р2 60 кН; частота f 2,0 Гц, частота вращения, при которой проводят переключение усилия до Р2, равна 27 с . При

25 этом суммарная осадка М 4,3 мм; время сварки 1 8,4 с, прочность при растяжении 420 МПа, в то время как в известном способе время сварки составляет 10,6 с, а прочность при растяжении 310 МПа.

Предлагаемый способ наиболее эффективен при сварке материалов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, например тугоплавких материалов со сталями, и при сварке металлов, торцы которых покрыты окисными пленками, так как при этом обеспечивак тся более интенсивный прогрев свариваемых стыков, улучшение деформируемости материалов и разрушение окисных пленок.

1375423

Фиг. 2

8 ° 10ь

CHMOCTH А

Š— модуль нормальной упругости, МПа:

d — диаметр свариваемых материалов, мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае сварки разнородных металлов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, давление нагрева изменяют по периодическому закону в течение всего времени нагрева, а в соотношение подставляют модуль нормальной упругости металла с меньшей упругостью.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае сварки однородных металлов, покрытых слоем окалины, периодическое изменение давления нагрева прекращают при установившемся значении момента трения.

1375423

Составитель И. Фелицина

Редактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 442/14 Тираж 920 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4