Способ получения биметаллических полых изделий диффузионной сваркой

 

Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в трубной и других отраслях промышленности . Цель изобретения - расширение номенклатуры свариваемых деталей. Коаксиально собранные трубные заготовки деформируют до плотного соприкосновения свариваемых поверхностей, межслойное пространство герметизируют по торцам и распогалают их коаксиально в теплоаккумулирующем экране. При этом отношение теплоемкости материала экрана к площади его наружной поверхности превосходит в 1,3- 3,0 раза отношение теплоемкости материала внутренней заготовки к площади ее внутренней поверхности. Расширение номенклатуры достигается путем получения качественной сварки труб с наружным слоем , имеющим коэффициент линейного расширения , больший чем у внутреннего. 1 табл. fe

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 20/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ы0903НМ

3È

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " Б,", д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757328/27 (22) 10.11.89 (46) 23.11.91. Бюл. М 43 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) P.Ã.Õåéôåö, М.В.Губинский, l0.И.Розенгарт и В.Ю.Унтилов (53) 621;791.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 626924, кл. В 23 К 20/00, 1975. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКОЙ (57) Изобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в трубной и других отраслях промышленности. Цель изобретения — расширение номенИзобретение относится к диффузионной сварке и может быть использовано в трубной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является расширение номенклатуры свариваемых деталей.

Способ осуществляют следующим образом.

Для получения полых биметаллических иэделий осуществляют коаксиальную сборку трубных заготовок, их деформирование до плотного соприкосновения свариваемых поверхностей, герметизацию межслойного пространства. Затем собранные заготовки размещают коаксиально в теплоаккумулирующем экране, отношение теплоемкости материала которого к площади er0 наружной поверхности превосходит в 1.3-3,0 раза отношение теплоемкости материала внутренней заготовки к площади ее внутренней

„,5Q„„1692?90 А1 клатуры свариваемых деталей. Коаксиально собранные трубные заготовки деформируют до плотного соприкосновения свариваемых поверхностей, межслойное пространство герметизируют по торцам и распогалают их коаксиально в теплоаккумулирующем экране. При этом отношение теплоемкости материала экрана к площади его наружной поверхности превосходит в 1,33,0 раза отношение теплоемкости материа- ла внутренней заготовки к площади ее внутренней поверхности. Расширение номенклатуры достигается путем получения качественной сварки труб с наружным слоем, имеющим коэффициент линейного расширения, больший чем у внутреннего. 1 табл. поверхности. Собранный узел размещают в контейнере для сварки детали, нагревают, сдавливают путем подачи в него жидкотекучей среды и осуществляют изотермическую выдержку.

Экран позволяет уменьшить интенсивность подвода тепла к наружному слою с его наружной поверхностью по сравнению с тепловым потоком через контакт с внутренним слоем, последний и определяет температуру наружного слоя в начальной стадии процесса при герметизации установки и наполнении ее текучей средой заданного давления. При. помещении заготовки в нагревательное устройство и нагреве слоев наоужный слой иэ-за разности в коэффициентах линейного расширения образует зазор, но при этом тепловой поток через контакт с внутренним слоем падает вследствие роста rennoaoro контактного сопротив1692790

Отношение теплоемкости экрана к площади

его наружной поверхности (Сэ/Рэ), кДж/м К

Вид нагрева

Отношение теплоем кости внутреннего слоя к площади внутренней поверхности заготовки

Се/FB, к ж/м К вЂ /—

Сэ Св

Fa Fs

Качество сварки 13,13

В расплаве

10,94

Потеря устойчивости, соединение отсутствует

Удовлетворительная

1,2

10,94

14,22

То же

1,3 ления, а температура. внутреннего слоя начинает превышать температуру наружного

Слоя, компенсируя разницу в коэффициентах теплового расширения, и как следствие, исключается рост зазора между слоями, потеря устойчивости наружного слоя и обеспечивается качественное соединение аготовок при коэффициенте термического асширения материала наружной заготов., ки, большем чем у внутренней, т.е, обеспечивается расширение номенклатуры вариваемых деталей. Для получения положительного эффекта достаточно превышение отношения теплоемкости экрана и

1 йлощади его наружной поверхности в 1,3 раза над отношением теплоемкости внутреннего слоя к площади внутренней поверхности заготовки. Уменьшение превышения тношения теплоемкости к площади теплооспринимающей поверхности внутреннео слоя до 1,2 раза не позволяет исключить ост зазора между слоями и приводит к по1ере устойчивости наружного слоя и браку.

При нагреве заготовки в электропечи косвенного нагрева, когда коэффициент теплоотдачи с наружной поверхности в неСколько раз превосходит коэффициент теплоотдачи с внутренней поверхности аготовки, увеличение отношения теплоемости экрана.к площади наружной поверхости до 3 раэ над отношением еплоемкости внутреннего слоя к площади внутренней поверхности заготовки позволяет исключить перепад температур.и получить желаемый эффект, При дальнейшем увеличении отношения теплоемкости экрана к площади его наружной поверхности, а значит и росту теплоемкости наблюдается

Эначительное падение температуры в печи йосле посада заготовки на 300 С и более, что приводит к резкому падению лучистого теплового потока на внутреннюю поверхность слоя. Таким образом, положительный

Эффект от использования теплоаккумулирующего экрана нивелируется. Тепловой поток от экрана к наружному слою и от внутреннего слоя к наружному слою становится соизмеримым, что в итоге приводит к появлению и росту зазора между слоями и, как

5 следствие, снижению качества сварки и потере устойчивости наружного слоя.

Пример. Сваривали заготовки из стали 10, плакированной снаружи медной заготовкой диаметром 34х3,1 при толщине

10 плакирующего слоя 1,1 мм. Технологические режимы представлены в таблице.

Сварку проводили на установке диффузионной сварки СДГ120-300-15 по следующему режиму: Т = 920 С; P = 100.бар, t = 15 мин.

15 Нагрев проводили в расплаве стекла. Перед погружением заготовки в расплав на ее наружной поверхности закрепляли теплоаккумулирующий экран, представляющий собой две обечайки в виде.полуцилиндров. Экран

20 крепили с помощью проволочных хомутов, .

После извлечения изделия на установки экран удаляли для повторного использования.

Полученные трубы имели прочную связь слоев по всей длине и применялись в каче25 стве заготовок для холодной прокатки труб на готовый размер.

Формула изобретения

Способ получения биметаллических полых изделий диффузионной сваркой, при ко30 тором осуществляют коаксиальную сборку трубных заготовок, их деформирование до плотного соприкоснования, герметизацию межслойного пространства, нагрев и сдавливание жидкотекучей средой, о т л и ч а ю35 шийся тем, ято, с целью расширения номенклатуры свариваемых деталей, перед нагревом двухслойную заготовку коаксиально располагают в теплоаккумулирующем экране, причем отношение теплоемкости

40 материала экрана к площади его наружной поверхности превосходит в 1,3-3,0 раза отношение теплоемкости материала внутренней заготовки к площади ее внутренней поверхности.

1692790

Продолжение таблицы .

Составитель В. Петросян . Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Шароши

Редактор Т. Куркова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4038 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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