Способполучения сварного соединения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (цщо за9

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено17.0 3.76 (21) 2348191/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано15.04.78.Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования опнсанияОЬ,Оо,"гЬ, 2 (51) М. Кл.

В 23 К 11/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иэаоретеннй и открытий (53) УДК 621.791. .76 3.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Ф. Малюков и Г. А. Страфун (71) 3 и и ПеРмскнй мотоРостРоижльный завод им, СвеРдлова и Пермский политехнический инс ттттут (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Изобретение относится к области контактной точечной сварки закаливающихся сталей с электротермической обработкой сварного соединения в электродах машины.

Известен способ получения соединения путем точечной сварки закаливающихся сталей с электротермической обработкой соединения в электродах машины при неизменяющемся электродном давлении в течение всего рабочего цикла сварка — термообработка, который позволяет повысить прочность сварной точки на 1р отрыв на 35 — 40%, а также способ контактной точечной сварки также при неизменяющемся электродном давлении, обеспечивающий при сварке термоупрочняемых титановых сплавов увеличение прочности на отрыв на

15 — 20% 15

Известен способ получения сварного соединения путем контактной сварки и последующей термообработки сварной точки в электродах машины с наложением на сварочное давление ковочного давления и пропусканием тока отпуска . Давление повышается и снижается снова до первоначального значения в пределах сварочного импульса, а далее в стадии закалки и электротермообработки не изменяется.

Ковочное давление прикладывается одновременно с выключением сварочного тока. 25

Во всех известных способах точечной сварки с электротермической обработкой ковочное давление или не применяется, или прикладывается в пределах действия импульса сварочного тока или сразу же после его выключения, следовательно, может способствовать повышению прочности за счет уплотнения металла литого ядра сварной точки в процессе кристаллизации, т.е. служит средством борьбы с дефектами усадочного характера (поры, раковины, трещины), но при любой величине его не может привести к повышению прочности и пластичности металла в околошовной зоне за счет эффекта термомеханического упроччения, так как прикладывается при температуре значительно выше оптимального диапазона ее, в котором за счет пластичной деформации аустенита в процессе его охлаждения можно реализовать явление термомеханического упрочнения.

Целью изобретения является повышение прочности и пластических свойств соединения.

Для этого по предлагаемому способу ковочное давление накладывают в паузе между сваркой и отпуском на стадии охлаждения сварной точки между температурами отпуска и начала мартенситного превращения и величину давления определяют по соотношению Р „= К.Р„ где Р„, — сварочное давление, К вЂ” коэффи602329 циент, при этом момент приложения ковочного давления по истечении интервала времени после выключения сварочного тока устанавливают в зависимости от продолжительности времени сварки по соотношению:

3 з— 5 (а „ -+о,tlat z = (Z + св, сь а момент снятия давления, определяющий продолжительность времени принудительного охлаждения сварного соединения в электродах после выключения тока отпуска, устанавливают в зависимости от продолжительности отпуска по соотношению: /Г лр охл 0 08 сс (отп

15 где, о — толщина наиболее тонкого элемента в сварном соединении, мм,, †. коэффициент температуропроводности свариваемой стали, см /сек, i. — коэффициент теплопроводности, с — удельная теплоемкость, 20 у — удельный вес.

На чертеже представлена диаграмма изменения электродного давления, где

Тя — график изменения температуры в сварном соединении;

Т, — температура отпуска;

Т„, — температура начала мартенситного превращения;

Тд — температура деформирования сварного соединения в момент приложения ковочного давления (точка а); 30

1 — сварка; 2 — пауза; 3 — электроотпуск;

4 — подстуживание.

Повышение степени пластического деформирования остывающего аустенита в температурном интервале бейнитного превращения (точка а на чертеже) активизирует металлофизи35 ческие явления термомеханического упрочнения и приводит к существенному повышению прочности и пластичности сварного соединения.

По характеру изменения температурного режима один рабочий цикл сварки состоит из 4О

4-х последовательных стадий.

Первая стадия — сварка, выполняется танк же, как в известных способах.

Во второй стадии — паузе между сваркой и отпуском, осуществляемой так же, как и в известных способах через Определенный интер- 45 вал времени (t „, после выключения сварочного тока в точке «а» на сварочное давление накладывается дополнительное ковочное дав ление для механико-термической обработки. Момент приложения ковочного давления в процессе охлаждения сварной точки выбирается в температурном интервале бейнитного превращения аустенита (между температурой отпуска и температурой начала мартенситного превращения). С момента приложения ковочное давление сохраняется на заданном уровне до 55 конца паузы.

Третья стадия — в течение которой происхолит отпуск при ковочном давлении.

Четвертая стадия — подстуживание или принудительное охлаждение сварной точки в электродах машины при ковочном давлении.

Таким образом для осуществления процесса точечной сварки закаливающихся сталей с механико-электротермической обработкой в электродах машины необходимы три дополнительных параметра.

Первый параметр: интервал времени между выключением сварочного тока и моментом приложения ковочного давления механико-электротермической обработки — 1„„„ устанавливается в зависимости от времени сварочного импульса и теплофизических свойств свариваемого материала эмпирической зависимости. инт Гс + (y t Г/, где 8 — толщина наиболее тонкого элемента в сварном соединении; х = -„-,— „коэффициент температуропроводности;

t, — время сварочного импульса.

Второй параметр: ковочное давление механикоэлектротермической обработки — P выбирается в зависимости от электродного давления при сварке.

P (ков) = К. Р„, где К = 2,25 — 2,5 для сталей перлитного класса, К = 3 — 3,5 для сталей мартенситного класса.

Третий параметр: время принудительного охлаждения — t „,oo„„, определяющее момент снятия давления после отпуска, устанавливается в зависимости от времени импульса отпуска и темплофизических свойств свариваемого материала.

Наружное водяное охлаждение электродов и свариваемого изделия не допускается.

Способ испытан при точечной сварке на сталях ЗОХГСА, толщиной 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; и 4,0 мм, 38ХА толщиной 2,0 и 3,0 мм, 25ХСНВФА толщиной 3,0 мм, 28ХЗСНМВФА и 43ХЗСНМФА толщиной 2,5 мм, 15Х12НМФА толщиной 1,0; 1,2; 1,5; 2,0 мм и 1Х17Н2 толгциной 1,0; 1,5; и 2,0 мм.

Испытания на срез и отрыв образцов из закаливающихся сталей, выполненных по предлагаемому способу, показали существенное повышение этих показателей сварного соединения по сравнению с образцами, сваренными по известной технологии.

Ниже приводятся данные для образцов из стали ЗОХГСА, толщиной 1,5 мм.

Как видно из таблицы, точечная сварка по предлагаемому способу обеспечивает увеличение прочности образцов при испытании на срез в 1,6 раза и на отрыв в 3,3 раза по сравнению с образцами, сваренными по известному способу.

602329

Маспов Г. A. и д °

Точечная сварка закапиваюшихс я стапей ЗОХГСА

12Г2А и ЭИ-659", цЯТЭИН, тема 4, М 60-56/4

1960 r.

Точечная сварка с эпектротермической обработкой при постоянном электродном давпении

0,26

370

1445

По данным, попученным при испытании изобретения в лабораторных условиях

0,53

1220

Формула изобретения з—, мэтр. ээээ. — 0э р,г олп. тд тн эта«и

«««.

Точечная сварка с меxGHHK0 эпектротермичес 2 2 9 5 кой обработкой при ковочном давлении по предлагаемому способу

Способ получения сварного соединения, преимущественно закаливающихся сталей, путем контактной сварки и последующей термообработки сварной точки в электродах машины с наложением на сварочное давление ковочного давления и пропусканием тока отпуска, отличаюи!ийся тем, что, с целью повышения прочности и пластических свойств соединения, ковочное давление накладывают в паузе между сваркой и отпуском на стадии охлаждения сварной точки между температурами отпуска и начала мартенситного превращения и величину давление определяют по соотношению Р, = К. Р„ где Є— сварочное давление, К вЂ” коэффициент, при этом момент приложения ковочного давления по истечении интервала времени после выключения сварочного тока устанавливают в зависимости гт продолжительности времени сварки по соотношению:

4Р 1 ц + o, > !Ц г св

25 а момент снятия давления, определяющий продолжительность времени принудительного охлаждения сварного соединения в электродах после выключения тока отпуска, устанавливают в зависимости от продолжительности отпуска

ЗО по соотношению:

35 где 8 — толщина наиболее тонкого элемента в сварном соединении, мм, с = — „коэффициент температуропроводносХ ти сварйваемой стали, см /сек, 3, — коэффициент теплопроводности, с — удельная теплоемкость, — удельный вес. эл

1И1!! ИП1! Заказ 1725 11

Тираж 126З Позписиое

Фиаиаэ! ППП <.Пагситм. г. Ужгород. ул. !1роектиая, 4