Способ нагрева под сварку деталей из разнородных металлов
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Со)оз Советских Социалистических Ресоуолнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.06.75 (21) 2149589/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14 Дата опублико 05 (51) М Кл В 23К 19/00 Государственный комитет Совета Министров СССР (58) УДК 621 791 12 (088.8) оо делам иэооретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель Куйбышев рд руд р авиационный институт им. акад. С. П. Королева (54) СПОСОБ НАГРЕВА ПОД СВАРКУ ДЕТАЛЕЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ 15 Тм+ ДТи=) (то) при T„„=const. Изобретение относится к области сварки давлением, преимущественно для термовакуумной клиновой сварки. Известен способ нагрева под сварку деталей и разнородных металлов, при котором осуществляют дифференцированный нагрев деталей до сварочных температур. Недостатком известного способа является сложность получения однородных температурных полей на контактных поверхностях соединяемых деталей, что снижает стабильность качества сварки. Цель изобретения — повышение качества сварки. Это достигается тем, что нагрев осуществляют до температур выше сварочных, а затем охлаждают, регулируя длительность остывания, для одновременного достижения температуры сварки обеими деталями, при этом необходимую длительность остывания то и избыточную температуру детали из более мягкого металла AT„, определяют по формулам:., = ?.,дт + 1,дт," - +... Е,ДТ" - -" + -+...-+-/ ДТ, дТ„К,дТ," + КодТт +... К дT + КаДТ,, где ДТ, — выбираемая избыточная температура детали из твердого металла, град.; L — коэффициенты интер поляцион ного многочлена, аппроксимирующего фактическую кривую остывания детали из твердого металла, сек (rp ap)ò — (с — 1) К вЂ” коэффициенты многочлена, полученного совместным решением аппроксимирующих функций фактических кривых охлаждения соединяемых деталей в данном сварочном 1 устройстве, (град)" На чертеже представлены примерные кривые охлаждения деталей (1 — из твердого металла и 2 — из более мягкого металла). Нагрев и остывание деталей разделяется осью ординат при то=0. Исходная температура остывания детали из твердого металла, стабильно поддерживаемая в течение времени такого изотермического ее нагрева, Т„= = т,+Дт,. Изменяя длительность нагрева, можно из= менять положение кривой 2 нагрева детали из более мягкого металла и тем самым изменять исходную температуру последней (Т„+ +AT„„,) при неизменной первой Т„, т. е. 554113 Использование предлагаемого способа нагрева при термовакуумной клиновой сварке, основанного на предварительном расчете исходных температур остывания, дающих к мо5 менту сварки при остывании соединяемых деталей требуемую дифференциацию сварочных температур (детерминальный способ регулирования), обеспечивает по сравнению с известным простоту регулирования при неизменных 10 зазорах между нагревателем и соединяемыми деталями, что особенно важно при сварке в закрытой сварочной камере, однородность температурного поля на контактных поверхностях соединяемых деталей, снижает затра15 ты при проектировании и изготовлении конструкции сварочного устройства, облегчает автоматизацию сварочного процесса, снижает требования к инерционности датчика контроля температуры детали из твердого металла в условиях высоких скоростей ее остывания при наличии контроля времени остывания. Все это значительно повышает качество сварного соединения и надежность работы сварочного устройства. 1. Способ нагрева под сварку деталей из разнородных металлов, при котором осуществляют дифференцированный нагрев деталей до сварочных температур в защитной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения, нагрев осуществляют до температур выше сварочных, а затем охлаждают, регулируя длительность остывания, для одновременного достижения температуры сварки обеими деталями. 2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что необходимую длительность остывания та 40 и избыточную температуру детали из более мягкого металла ATÄ, определяют по формулам: и алюминиевой T 565 — 0,4т деталей в реальном сварочном устройстве для термовакуумной сварки трубчатых переходников из стали Х18Н10Т и сплава АМг6 45 диаметром 59р, 2 мм приводит к уравнению ХТа=0,181 Р— 2,580 14+13,999 Р— 32,182. ° Р+28,924 t, (2) где 50 где AT, — выбираемая избыточная температура детали из твердого металла, град.; L — коэффициенты интерпол яционного многочлена, аппроксимирующего фактическую кривую остывания десек тали из твердого металла, (град)" К вЂ” коэффициенты многочлена, полученного совместным решением аппроксимирующих функций фактических кривых охлаждения соединяемых деталей в данном свароч1 ном устройстве, (град)п— р — С. лт 100 Т, и T, — сварочные температуры, сооталюминиевой H 55 стальной деталей, на основе которого был сделан расчет исходных температур остывания алюминиевой детали (Т,+ AT,) для варьируемых сварочных температур Та=400 — 520 С и Т,=400 — 750 С б0 в условиях, когда исходная температура остывания стальной детали T +AT,=1000 С= =const — температура термовакуумной очистки поверхности стальной детали от окисных соединений. б5 На примере получения равных сварочных температур Т,=T» (точка В) и Т,= Т „(А) видна связь между необходимыми сварочными температурами Тт, Т и длительностью остывания деталей та. Так, для получения температур в точке А длительность остывания равна та(А), а в точке  — то(В). Любое необходимое соотношение сварочных температур Т, и Т„таким образом является функцией исходной избыточной температуры остывания детали из более мягкого металла ЬТ„и длительности остывания то при постоянстве выбранной температуры изотермического нагрева детали из твердого металла, т. е. (Т,, и Т,) = (ЬТ„, tp) при Т„=сопз1. -Решейие этой- функции для заданного температуряоМ -;.режима сварки (Т„, и Т,) позволяет заранее отыскать необходимые и определяющие сварочный режим исходную избыточную температуру ЬТ„и длительность остывания деталей та. Для этого сначала фактические кривые охлаждения деталей в используемом сварочном устройстве T,=f(p) и T„=f(xp) представляют в виде аппроксимирующих функций с необходимой степенью точности, а затем обе функции решают совместно относительно ЬТМ и та для заданных сварочных температур Т, и Т„, в интересующем диапазоне их варьирования. Ниже приведен пример осуществления способа. Совместное решение фактических функций остывания стальной т=0 452 Р— 6 450. t4+34 997. P — 80 456 ° t + 72,310t (1) Формула изобретения с, = L,AT, " + 1,ЬТ, " +... + + БАЛТ, " 1 1+... + 1. Ьт, дт„= К,ьт, "+ К,ит,"" + + К,Ь.Т, 1 1+... + К„ЬТ,, 554113 Составитель E. Тютиснкова Редактор Г. Мозжечкова Техред М. Семенов Корректор В. Петрова Заказ 1256/17 Изд. № 381 Тираж 1204 Подписное Ц11ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 7 -35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 Источник информации, принятый во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство № 306928, М. Кл.в В 231 19/00, 27.09.69 (прототип).
