Способ шовной сварки трением

 

Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к шовной сварке деталей цилиндрической формы. Цель - улучшение качества сварного соединения и расишрение технологических возможностей. При соприкосновении инструмента 3 в термофрикционном контакте со свариваемыми деталями 1 и 2 происходит разогрев металла по сторонам канавки на ширину инструмента 3. Под действием инструмента 3 разогретый до пластического состояния металл по радиусной поверхности канавки в инструменте 3 направляется к ее центру, где сворачивается и соединяется наиболее разогретыми поверхностями. Канавка в сЬариваемых деталях может быть симметричной и несимметричной по отношению к стыку . Для армирования соединения канавка может быть образована с помощью твердосплавной вставки. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

9 566 А1 (19) (11) (51)4 В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblT (21) 4021134/30-27 (22) 08.10.85 (46) 07.05.88. Бюл. У 17 (71) Производственное объединение

"Вильнюсский завод топливной аппаратуры им.50-летия СССР" (72) В,Т.Дервоед и И.-В.Б.Кивильша (53) 621,791. 14 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 975285, кл. В 23 К 20/12, 1980. (54) СПОСОБ ШОВНОИ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к шовной сварке деталей цилиндрической формы. Цель — улучшение качества сварного соединения и расширение технологических возможностей. При соприкосновении инструмента 3 в термофрикционном контакте со свариваемыми деталями 1 и 2 происходит разогрев металла по сторонам канавки на ширину инструмента 3. Под действием инструмента 3 разогретый до пластического состояния металл по радиусной поверхности канавки в инструменте 3 направляется к ее центру, где сворачивается и соединяется наиболее разогретыми поверхностями. Канавка в свариваемых деталях может быть симметричной и несимметричной по отношению к стыку. Для армирования соединения канавка может быть образована с помощью твердосплавной вставки. 2 з.п. ф-лы, 8 ил, 1393566

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к шовной сварке различных деталей цилиндрической формы.

Цель изобретения — улучшение качества сварного шва и расширение технологических воэможностей.

На фиг.1 изображен инструмент для шовной сварки трением на фиг ° 2 — 10 вид А на фиг.1; на фиг ° 3 — то же, вариант выполнения; на фиг.4 — расположение инструмента относительно свариваемых деталей в плоскости, перпендикулярной плоскости касания; на фиг.5 — расположение инструмента относительно кольцевой проточки в стыке свариваемых деталей и совмещенный разрез сварного шва; на фиг.6 — этапы получения сварного шва; на фиг.7 расположение проточки относительно плоскости разъема, варианты; на фиг. 8схема использования твердосплавных вставок для образования проточек и армирования стенок отверстия. 25

Инструмент для осуществления способа шовной сварки представляет собой четырехугольную правильную призму высотой Н, длиной L и шириной В, на грани выполнена продольная канавка шириной В, в поперечном сечении в виде сегмента с радиусом Rи стрелкой h остальная часть грани представлена в виде двух ленточек шириной f. Грань с продольной канавкой и двумя ленточками является рабочей, в инструменте могут быть две такие грани.

Относительно свариваемых деталей

1 и 2 (фиг.4) инструмент 3 устанавливается в плоскости FF перпендикулярной плоскости касания ЕЕ, и может перемещаться с направленной подачей

S и S относительно свариваемых деталей, вращающихся относительно инструмента, или наоборот.

Относительно торцов свариваемых деталей 1 и 2 инструмент 3 устанавливается симметрично. После сваривания образуется сварной шов толщиной

h и углубление шириной В, равной ши- 50 рине инструмента, и имеющее форму сечения рабочей грани инструмента.

Для осуществления сварки детали

1 и 2 типа труб (фиг.ба) соприкасают торцами, на которых в плоскости К 55 выполнена канавка шириной а и глубиной б, причем плоскость разъема К может находиться как в зоне канавки, так и эа ее пределами (фиг.7). При этом ширина инструмента В принимается в 1,6-3,5 раза больше ширины проточки, а стрелка продольной канавки ho принимается равной 0,1-0,2 ширины инструмента.

Прн соприкосновении инструмента

3 (фиг.6) в термофрикционном контакте со свариваемыми деталями 1 и 2 происходит разогрев металла по сторонам от канавки на ширину инструмента В, под действием которого разогретый до повышенной пластичности металл по радиусной поверхности направляется к центру канавки (показано стрелками), где торообразно сворачивается, соприкасается, соединяется наиболее разогретыми поверхностями и укладывается в проточке в виде сварного шва толщиной h.

В лабораторных условиях осуществлена сварка деталей 1 и 2 диаметром D=

50 мм иэ алюминиевого сплава. Для образования кольцевой канавки между торцами свариваемых деталей устанавливали стальное кольцо 4 шириной

2,5 мм с наружным диаметром 35 мм, что позволило образовать кольцевую канавку глубиной Р = (50-35)/ =7,5мм.

Сварка осуществлялась на токарном станке со скоростью вращения шпинделя n=630 об/мин; линейная скорость по диаметру D равна 98,9 м/мин или

1,65 м/с. Сварка осуществлялась инструментом, изготовленным из твердосплавной пластины, шириной В=9 мм, углубление выполнено в сечении в виде сегмента, у которого радиус R =-5 мм, стрелка Ь,>=1,2 мм, Инструмент устанавливали и закрепляли в суппорте токарного станка, затем подводили к вращающимся свариваемым деталям до соприкосновения в термофрикционном контакте. По мере нагрева инструмент углублялся от действия ручной подачи. Разогретый металл, сворачиваясь торообразно, соединялся по всему периметру и укладывался в кольцевой проточке в виде сварного шва толщиной h=5,5 мм, прйчем наружная его часть принимала форму и размеры от инструмента, величина углубления h< = 2,6 мм.

Качественное образование сварного шва объясняется тем, что металл, отделяемый инструментом торообраэно, соприкасается и соединяется непосред1393566 ственно наиболее разогретыми поверхностями, Граничные предельные размеры инструмента незначительно могут меняться при изменении материала свариваемых деталей, жесткости системы станокприспособление, инструмент и деталь, а также материала инструмента и режимов ведения процесса. Однако установлено, что отношение ширины В инструмента 3 (фиг ° 5) к ширине канавки а

В составляет - — = 1 6-3 5. При В=а а

В (или — — = 1) сварка не происходит, а 15 оптимальное значение отношения равно 2, при увеличении отношения более

3,5 увеличивается радиальная нагрузка на детали, ухудшаются условия сворачивания и соединения металла, что 20 приводит к ухудшению качества сварного шва.

Величина углубления продольной проточки на инструменте в сечении имеет форму сегмента, стрелка про- 25 гиба которого составляет ho= (0,1

0,2)В. При уменьшении глубины проточки ухудшается качество сварного шва, а при увеличении углубление на свариваемых деталях от действия 3р инструмента увеличивается, стойкость инструмента, уменьшается вплоть до разрушения боковых граней инструмента.

Ширина ленточек инструмента f

0,15-3,0 Омм, при меньших значениях улучшаются условия вреэания инструмента и увеличивается износ, при больших значениях увеличивается скорость тепловыделения, но ухудшаются 4р условия вреэания инструмента, увеличивается радиальное усилие.

Возможно выполнение проточки на инструменте в сечении в виде правильной трапеции (фиг.3), где угол р кли- 45 на выбирается в зависимости от твердости материала свариваемых деталей: при мягком материале ф 4 40, а при

1 твердом p .) 40 . Эта форма углубления является более перспективной ввиду простоты изготовления.

Использование предлагаемого способа шовной сварки трением позволит улучшить качество сварного шва и увеличить производительность труда.

Формула изобретения

1. Способ шовной сварки трением преимущественно цилиндрических деталей, при котором детали перемещают относительно инструмента с осуществлением термофрикционного контакта между инструментом и свариваемьми деталями, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и расширения технологических возможностей, между свариваемыми деталями по сварочному контуру образуют канавку, например, прямоугольного сечения, ширина которой в 1,6-3 5 раза меньше ширины инструмента, имеющего форму призмы, рабочую грань которой выполняют с продольной канавкой с сечением, например, в форме сегмента, стрелка прогиба которого составляет 0,1-0,2 ширины инструмента, инструмент устанавливают симметрично канавке на свариваемых деталях, после разогрева деталей под действием инструмента до повышенной пластичнос ти осуществляют вдавливание инструмента в детали с образованием сварного шва.

2. Способ по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью получения сварного шва без грата, соединение свариваемых деталей осуществляют в замок с расположением канавки несимметрично стыку.

3. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью армирования внутренней поверхности свариваемых деталей, канавку по свариваемому контуру образуют с использованием твердосплавной вставки.

1393566

1393566

Составитель Э.Ветрова

Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Редактор В.Петраш

Заказ 1915/13

Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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