Способ рельефной сварки

 

Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано для сварки цилиндрических деталей, выполненных из спеченных порошковых материалов, с плоскими деталями из компатных материалов. Цель изобретения - повышение статической и динамической прочности сварного соединения. На плоской детали 4 выполняют отверстие 5 с острой кромкой 6 со стороны цилиндрической детали 1. На цилиндрической детали 1 выполняют цилиндрический поясок 3, диаметр которого больше диаметра отверстия плоской детали, и кольцевой скос 2. Высота цилиндрического пояска превышает толщину плоской детали на заданную величину. Способ обеспечивает повышение устойчивости соединения к действующим при эксплуатации нагрузкам, особенно динамическим, циклическим и знакопеременным. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 К 1 1/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0

О

0 4 (21) 4324901/27 (22) 03.11.87 (46) 15.08.9t. Бюл. № 30 (71) Научно-и роизводст вен ное обьеди не н ие по технологии машиностроения для животноводства и кормопроизводства "РостНИИТМ" (72) В.А. Заикин, Ю.И. Пустовойт.

И . Б. Сайка и Л,Ф, Лапинский (53) 621.791.763.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 527270, кл. В 23 К 11/14, 1976.

Патент Франции № 2142924, кл. В 23 К

11/14, 1973. (54) СПОСОБ РЕЛЬЕФНОЙ СВАРКИ (57) Изобретение относится к контактной сварке и может быть использовано для свар„„5U „„1669667 А1 ки цилиндрических деталей, выполненных из спеченных порошковых материалов, с плоскими деталями из компактных материалов. Цель — изобретения повышение статической и динамической прочности сварного соединения. На плоской детали 4 выполняют отверстие 5 с острой кромкой 6 со стороны цилиндрической детали 1. На цилиндрической детали t выполняют цилиндрический поясок 3. диаметр которого больше диаметра отверстия плоской детали, и кольцевой скос 2. Высота цилиндрического пояска превышает толщину плоской детали на заданную величину. Способ обеспечивает повышение устойчивости соединения к действующим при эксплуатации нагрузкам. особенно динамическим, циклическим и энакопеременным. 3 ил.

1669667

Изобретение относится к контактной сварке, в частности к рельефной сварке Тобразных соединений, и может быть использовано для сварки цилиндрических деталей, выполненных иэ спеченых порошковых материалов с плоскими деталями из компактных материалов.

Целью изобретения является поышение статической и динамической прочности сварного соединения при сварке плоской детали из компактного материала с цилиндрической деталью из спеченого материала, Способ заключается в том, что при рельефной сварке Т-образных соединений деталей — плоской иэ компактного материала и цилиндрической иэ спеченого материала, при которой на плоской детали выполняют отверстие с образованием острой кромки со стороны цилиндрической детали, а на цилиндри еской выполняют цилиндрический поясок, диаметр которого превышает диаметр отверстия плоской детали, и кольцевой скос со стороны плоской детали, цилиндрический гоясок выполняют высотой, превышающей толщину плоской детали на величину

Я -бр (Ур)

4 4 (тср) где 4 — p.; зметр отверстия в плоскои детали, мм;

do — диамегр отверсти цилиндрическс A детали мм; (ор) — допускаемые напряжения на растяжение материала цилиндрической детали, кгс/мм; г. (г.-р, — допускаемые напряжения на срез материала цилиндрической детали кгс/мм .

На фиг, 1 показ о взаимное расположение деталей до сварки с их геометрическими параметрами; на фиг. 2 — то же, после сварки;на фиг. 3 — узел на фиг. 2 (в увеличенном масштабе).

Способ рельефной сварк;) осуществляют следующим образом.

Предварительно на цилиндрической детали 1 с отверстием dp выполняют кольцевой скос 2 с углом а и цилиндрический поясок 3 диаметром d< и длиной !, а на плоской детали 4 толщиной h - отверстие 5 диаметром d с острой кромкой 6. При этом диаметр d> цилиндрического пояска 3 выбирают большим диаметра d отверстия, а высота его презышает толщину h детали 4 на величину

Затем деталь 4 устанавливают на нижний электрод 7, а деталь 1 — в верхний электрод 8, предварительно поднимают их до контакта кольцевого скоса 2 цилиндрической детали 1 с острой кромкой 6 плоской детали 4, после чего производят подачу импульса сварочного тока через электроды 7, 3 и одновременно осаживают деталь 1 по цилиндрическому пояску 3 в отверстие 5 со стороны его острой кромки 6 под воздействием сварочного давления Рс на длину цилиндрического пояска 3. При этом осуществляется провар плоской детали 4 на всю ее толщину и образование сварного соединения 9 со сварным ядром 10, расположенным по всему периметру свариваемых деталей 1, 4 и одновременное вытеснение излишнего разогретого и пластического материала детали 1 в сторону, противоположную сс-рой кромке 6, и образование валика

11 из металла детали 1, диаметр de которого чревышает диаметр d отверстия 5 детали 4.

При достижении сваренным соединением 9 деталей 1, 4 нормальной температуры эксплуатации вследствие превышения темпера урного коэффициента линейного расширения компактной детали 4 над температурным коэффициентом линейного расширения спеченой порошковой детали 1 в объем "..варочного ядра 10 возникают дополнительные сжимающие напряжения, увеличивающие прочность сварочного соединения 9 деталей 1, 4, Выполнение превышения высоты цилиндрического пояска 3 над толщиной детали 4 по приведенному соотношению обеспечивает условие равнопрочности сварочного соединения 9 деталей 1, 4 после сварки при разрыве цилиндрической детали

1 и срезе образованного после сварки валиvà 11 металла детали 1.

Таким образом, наличие в соединении 9 деталей 1, 4 валика 11 иэ материала детали

1 и возникновение в сварочном ядре 10 дополнительных сжимающих напряжений обеспечивает повышение устойчивости соединения 9 к действующим при эксплуатации нагрузкам, особенно динамическим, циклическим и энакопеременным, что повышает статическую и динамическую прочность.

Повышение статической и динамической прочности соединения в способе рельефной сварки достигается эа счет того, что цилиндрический поясок цилиндрической детали по длине превышает толщину плоской детали. При этом в процессе сварки после подачи одного импульса сварочного тока происходит одновременная запрессовка и сварка цилиндрической и плоской детали . образованием сварочного ядра на всю

1669667 толщину плоской детали. Одновременно вследствие превышения диаметра цилиндрического пояска цилиндрической детали над диаметром отверстия плоской детали происходит вытеснение пластичного материала цилиндрической и плоской детали, образованного под воздействием тепла от сварочного тока в сторону, противоположную острой кромке плоской детали, и образование там валика материала, диаметр которого превышает диаметр отверстия плоской детали, а длина равна разности длины цилиндрического пояска и толщины плоской детали.

Кроме того, после окончания процесса сварки и достижения соединением нормальной температуры эксплуатации происходит дополнительное обжатие плоской детали по цилиндрической из-эа того, что температурный коэффициент линейного расширения плоской детали, выполненной из компактного материала, превышает температурный коэффициент линейного расширения цилиндрической детали, выполненной из спеченого порошкового материала, что приводит к созданию в объеме сварочного ядра дополнительных сжимающих напряжений, увеличивающих прочность сварного соединения.

Превышение длины цилиндрического пояска толщины плоской детали, т. е. длина валика вытесненного при сварке материала со стороны противоположной острой кромке, выбранное по соотношению 2 -ф }а

4 d (тср) обеспечивает равнопрочность соединения при разрыве цилиндрической детали и срезе ее по длине валика. Все это обеспечивает повышение прочности сварочного ядра по всему его объему, возрастание сопротивления к воздействию динамических, циклических и знакопеременных нагрузок, особенно действующих в плоскости, проходящей через ось цилиндрической детали, что повышает по сравнению с прототипом статическую и динамическую прочность соединения.

Пример осуществления способа, Отработана технология контактной рельефной сварки звездочки с числом зубьев Z=15. шаг зубьев t=19,05 мм, толщина обода звездочки й=7 мм и отверстием, выполненным прошивкой на штампе с меньшим диаметром d=40 мм (со стороны прошивочного пуансона) и с большим диаметром dt=40,4 мм (co стороны матрицы штампа) иэ материала — стали 40Х по ГОСТ

4543-71 с цилиндрической ступицей, вы(ф do,} }(ар} 40 - 30 } 15

4 d (rcp) 4 40 22

Таким образом высота цилиндрического пояска ступицы

I=h+ Л I=7+3=10 мм

Сварка производилась на сварочной ма25 шине мод MP — 4017

Режимы сварки:

Сварочный ток 1с=36-39 кА

Время сварки tc=0,9-1,2 С;

Сила осаживания

Штучное время изготовления соединения Тщт=0,12 мин.

После сварки со стороны, противоположной острой кромке обода звездочки образовывается валик из вытесненного металла ступицы длиной Л I--3 мм и наибольшим диаметром de=41,2 мм.

Испытания полученного соединения на распрессовку показали положительные результаты. Соединение, изготовленное по предлагаемому способу рельефной сварки, обеспечило силу распрессовки, равную

3600-4700 да Н по сравнению с силой рас45 прессовки соединения; полученной по способу рельефной сварки, принятому за прототип, равной 1300 — 2500 даН.

Описываемый способ может быть ис. пользован преимущественно при изготовлении сварных звездочек. узлов подшипников скольжения, кронштейнов и других с самосмаэывающимися подшипниками, изготовленными из спеченых порошковых материалов.

РС=1500 да Н

Формула изобретения

Способ рельефной сварки Т-образного соединения, преимущественно плоской детали с цилиндрической, при котором на плоской детали выполняют отверстие с полненной из спеченого материала ЖГР— 1, 5Д2. 5 пористостью К=20ь, (а ) =15 г

P кгс/мм, (г,р) =22 кгс/мм, Геометрические параметры ступицы

5 Угол кольцевого скоса а =90

Диаметр отверстия 00=30 мм, Диаметр цилиндрического пояска d>=41MM, Диаметр хвостовика

10 ступицы dx=39,8 мм

Наружный диаметр ступицы Он=45 мм

Длина ступицы L =28 мм

Превышение высоты цилиндрического

15 пояска над толщиной обода звездочки

1669667

Составитель Э. Ветрова

Техред М.Морген ran Корректор Н. Король

Редактор Н, Горват

Заказ 2701 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "П ".íò", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 образованием острой кромки со стороны цилиндрической детали, а на цилиндрической детали выполняют цилиндрический поясок, диаметр которого больше диаметра отверстия плоской детали. и кольцевой скос со стороны плоской детали, прикладывают к деталям давление и пропускают сварочный ток. отличающийся тем, что. с целью повышения статической и динамической прочности сварного соединения при сварке плоской детали из компактного материала с цилиндрической деталью из спеченного материала, цилиндрический поясок цилиндрической детали выполняют высотой, превышающей толщину плоской детали на величину (О -4о) (ур)

4 d (т,р) где d — диаметр отверстия в плоской детали, мм;

d0 — диаметр отверстия цилиндрической детали, мм; (oр) — допускаемые напряжения на растяжение материала цилиндрической детали, кгс/мм2; (т,р) -допускаемые напряжения на срез материала цилиндрической детали, кгс, мм .