Способ сварки трением разнородных металлов

Авторы патента:

ЛИТВИН ЛЕОНИД ВЛАДИМИРОВИЧ

ЧЕРНЕНКО ИВАН АЛЕКСЕЕВИЧ

ДЫШЛЕНКО АЛЕКСАНДР ТРОФИМОВИЧ

РЕШЕТНЯК АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ

ТИШУРА ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ГОСТОМЕЛЬСКИЙ ЯН МИХАЙЛОВИЧ

АНДРОЩУК ИГОРЬ АНДРЕЕВИЧ

B23K20/12 - нагревом, создаваемым трением; сварка трением

Изобретение относится к способу сварки трением разнородных г, металлов , преимущественно с резко различт ными механическими свойствами, и может быть применено в любой отрасли промышленности при изготовлении биметаллических узлов конструкций. Цельповышение качества сварного соединения за счет устранения из соединения окислов менее прочного металла. На свариваемом торце детали из более прочного металла выполняют канавку с режущей кромкой. Ось симметрии канавки проходит через центр торца. Площадь поперечного сечения канавки составляет не более 10% площади попереч-i ного сечения свариваемой детали из менее прочного металла. Свариваемый торец детали из менее прочного металла обрабатывают в процессе относительного вращения свариваемых деталей режущей кромкой канавки. При этом удаляют поверхностный слой металла , содержащий окислы и другие загрязнения. В результате действия осевого поджатия предотвращают последующее окисление очищенного свариваемого торца ввиду отсутствия доступа кислорода. 1 табл. (Л

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОаЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1386407 А 1 (5))4 В 23 К 20 12,/ ЗСФСР. ч .уОфяg

tg Б,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ i,""„; Ц

Ма.7р,„..,.

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4091740/31-27 (22) 17.07.86 (46) 07.04.88. Бюл. Ф 13 (71) Институт электросварки им. Е.О.Патона (72) Л.В.Литвин, И.А.Черненко, А.T.Äüïïëåíêî, А.В.Решетняк, В.И.Тищура, Я.М.Гостомельский и И.А.Андрощук (53) 621.791.14(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 179600, кл. В 23 К 20/12, 1964.

Авторское свидетельство СССР

Ф 539711, кл. В 23 К 20/12, 1975. (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к способу сварки трением разнородныхг. металлов, преимущественно с резко различ-. ными механическими свойствами, и может быть применено в любой отрасли промышленности при изготовлении биметаллических узлов конструкций. ЦельвЂ” повышение качества сварного соединения за счет устранения из соединения окислов менее прочного металла. На свариваемом торце детали из более прочного металла выполняют канавку с режущей кромкой. Ось симметрии канавки проходит через центр торца. Площадь поперечного сечения канавки составляет не более 10Х площади поперечного сечения свариваемой детали из менее прочного металла. Свариваемый торец детали из менее прочного металла обрабатывают в процессе относительного вращения свариваемых деталей режущей кромкой канавки. При этом удаляют поверхностный слой металла, содержащий окислы и другие загрязнения. В результате действия осевого поджатия предотвращают последующее окисление очищенного свериввемого торца ввиду отсутствия доступа кислорода. 1 табл.

1386407

Изобретение Относится к способу сварки трением разнородных металлов, преимущественно с резко различными механическими свойствами, и может

5 быть применено в любой отрасли промышленности при изготовлении биметаллических узлов конструкций.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения за счет устранения из соединения окислов менее про ного металла.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что на свариваемом торце детали из более прочного металла выполняют канавку с режущей кромкой. При этом ось симметрии канавки проходит через центр торца сва-риваемой детали, а площадь поперечного сечения канавки составляет не бо- 20 лее 107 от площади поперечного сечения свариваемой детали из менее прочного металла. Свариваемые детали устанавливают в зажимах сварочной машины-. При этом свариваемую деталь из 25 более прочного металла устанавливают во вращающемся зажиме, а свариваемую деталь иэ менее прочного металлавЂ” в неподвижном зажиме. Свариваемые торцы деталей подрезают. Детали сва- 30 ривают но обычной технологии. В процессе относительного вращения свариваемых деталей свариваемый торец детали из менее прочного металла обрабатывают режущей кромкой канавки.

При обработке свариваемого торца детали из менее прочного металла в процессе относительного вращения свариваемых деталей режущей кромкой канавки, выполненной на свариваемом 40 торце детали из более прочного металла, удаляют поверхностный слой металла, содержащий окислы и другие загрязнения. В результате действия осевого поджатия прдотвращают после- 45 дующее окисление очищенного свариваемого торца ввиду отсутствия доступа кислорода. Это обуславливает высокое качество сварного соединения.

При сварке трением разнородных

50 металлов с резко различными механическими свойствами в результате нагартовки и контактного упрочнения прочного металла прочность сварного соединения увеличивается примерно

55 на 10%. Поэтому уменьшение площади поперечного сечения соединения вплоть до 10 от площади поперечного сечения свариваемой детали из менее прочного металла допускается исходя йз условия равнопрочности соединения менее прочному металлу, Исходя из этого и регламентируют площадь поперечного сечения канавки с режущей кромкой, выполненной на свариваемом торце детали из более прочного металла.

Пример. Сварку трением деталей из коррозионно-стойкой стали марки 12Х18Н10Т и алюминиевого сплава марки АД1 диаметром 25 мм и 40 мм выполняли следующим образом. На свариваемом торце свариваемой стальной детали выполняли канавку с режущей кромкой. При этом ось симметрии канавки проходила через центр свари-. ваемого торца стальной детали, ширину канавки изменяли от 1,75 до б,00 мм и глубину от 0,1 до 2,0 мм.

Площадь поперечного сечения канавки изменяли от 8,9 до 19,1% от площади поперечного сечения свариваемой алюминиевой детали. Свариваемые детали устанавливали в зажимах свалочной машины МСТ-2001. При этом свариваемую стальную деталь устанавливали во вращающемся зажиме, а свариваемую алюминиевую деталь вЂ” в неподвижном зажиме. Свариваемые торцы деталей подрезали. Детали сваривали по обычной технологии, В процессе относительного вращения свариваемых деталей свариваемый орец детали из менее прочного металла обрабатывали режущей кромкой канавки.

Режимы сварки деталей диаметром

25 мм: относительная скорость вращения 75 1/ñ; усилие при нагреве 20 кН; усилие при проходке 40 кН; величина осадки 10 мм.

Режимы сварки деталей диаметром

40 мм: относительная скорость вращения 75 1/с; усилие прч нагреве 50 кН; усилие при проковке 100 кН; величина осадки 8 мм.

Сварные соединения испытывали на растяжение при комнатной температуре.

Результаты испытания представлены в таблице.

Результаты испытания показали, что если площадь поперечного сечения канавки составила менее 1О площади поперечного сечения свариваемой алюминиевой детали, то прочность соединения выше прочности детали.

Глубина канавки не влияет на прочность соединения.

1386407

Применение предлагаемого изобретения повышает качество сварного соединения.

Глубина канавки, мм

Характер разрушения

Соотношение площадей поперечного сечения каПредел прочности,МПа

Диаметр деталей, мм

Ширина канавки, мм навки и алюминиевой детали, Ж

140

1,75

0,1

8,9

По алюминию

140

8,9

1,75

1,0

140

8,9

1,75

2,0

2,50

12,7

120

1,0

По соединению 3,00

0,1

15,3

110

2,00

6,4

135

1,0

По алюминию

2,50

8,0

135

1,0, 135

3,00

0,1

9,5

15,9

5,ОО, 70

0,1

105

По соединению

5,00

1,0

15,9

105

1,0

6,00

19,1

100

Составитель Э.Ветрова

Редактор Л.Гратилло Техред М.Ходанич Корректор В.Гирняк

Заказ 1456/18 Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

Способ сварки трением разнородных металлов преимущественно с резко различными механическими свойствами, при котором свариваемый торец по крайней мере одной из деталей механически обрабатывают в зажимах сварочной машины, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества .сварного соединения за счет устранения из соединения окислов менее прочного металла, на сварнваемом торце детали из более прочного металла выполняют канавку с режущей кромкой, ось симметрии которой проходит через центр торца, а площадь поперечного сечения составляет не более 107. от площади поперечного сечения свариваемой детали из менее прочного металла, свариваемый торец детали из менее прочного металла обрабатывают в процессе относительного вращения свариваемых деталей режущей кромкой канавки.

Изобретение относится к зажимным устройствам машин для сварки давлением и может быть использовано, преимущественно, в машинах для сварки трением

Машина для сварки трением // 1382624

Изобретение относится к устройствам для сварки трением и может быть использовано для сварки длинномерных деталей, требующих взаимной ориентации, и любых других деталей, которые целесообразно изготавливать с использованием сварки трением

Зажимное устройство машин для сварки трением // 1376379

Изобретение относится к оборудованию для сварки треиий и может быть использоваио в ииструмеитальной, станкостроительной , автомобИлестрюительной и других областях промышленности пр.и изготовлеиии деталей и узлов с помощью сварки трением

Способ сварки трением // 1375423

Изобретение относится к сварочной технике, в частности к способу получения неразъемных соединений с применением сварки трением

Электромагнитный силовой привод машины для сварки трением // 1375422

Зажимное устройство машины для сварки трением // 1368138

Изобретение относится к сварке трением деталей округлого сечения при фиксации их в процессе сварки за внутреннюю или внешнюю боковую поверхность

Способ сварки трением заготовок различного сечения и машина для его осуществления // 1366336

Изобретение относится к области сварочного производства, а именно к сварке трением

Способ изготовления прямошовных труб // 1362593

Изобретение относится к сварке и может быть использовано для изготовления сварных прямошовных труб из металлических и неметаллических материалов

Зажимное устройство // 1360937

Изобретение относится к оборудованию машин для сварки давлением, в частности к зажимным устройствам этих машин

Машина для сварки трением // 1360936

Изобретение относится к сварочной технике, а именно к оборудованию для радиальной сварки трением, и может быть использовано для соединения деталей по концентричным сопрягаемым поверхностям

Способ соединения заготовок или деталей из стали с деталями из алюминиевого или титанового сплава и турбонагнетатель // 2100163

Способ сварки трением // 2103131

Изобретение относится к сварке трением и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, например, при производстве режущего инструмента

Элемент конструкции и способ его изготовления // 2107823

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано при изготовлении элементов конструкции электрических установок, например роторов турбокомпрессоров

Способ сварки трением с перемешиванием и нерасходуемый щуп для его осуществления // 2126738

Изобретение относится к способу сварки трением соединяемых (металлических) элементов или деталей и, в частности, к так называемой сварке трением с перемешиванием, основанной на взаимном полирующем движении или перемещении между щупом из более твердого материала и соединяемыми деталями

Колебательный механизм установки для сварки трением // 2164847

Изобретение относится к области сварки трением и может использоваться в различных отраслях машиностроения

Способ сварки трением // 2173619

Устройство для сварки трением // 2196030

Изобретение относится к области технологии неразъемного соединения деталей /сварки/ "в стык" и может быть использовано в авиастроении, судостроении и в других отраслях машиностроения и строительства для соединения преимущественно листовых конструкций-панелей, обечаек, корпусов и т.п

Способ сварки трением // 2196031

Способ изготовления оболочки контейнера, способ изготовления контейнера, оболочка, контейнер и способ хранения // 2222416

Способ сварки трением // 2233743

Изобретение относится к способу сварки трением с применением нескольких головок для одновременной сварки стыкуемых поверхностей открытых или закрытых профильных рам