Способ сварки давлением с подогревом

 

О П Й."И, Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и) 610640

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.12.76 (21) 2433114/25-27 (51) М. Кл.

В 23 К 19/00 с присоединением заявкн ¹ (23) Прнорнтет (43) Опублнковано 15.06.78ßâëëåòåsü ph 22 (4б) Дата онублнновання опнсаннааЬ.06. 13,.

Госудерстееннмй комнтет

Совета Мнннстров СССР оо делом наобретеннй н открытей (5З) УДК621 791 77 (088.8) А. П. Терновский, Э. С. Каракозов, В. Э. Тарлавский и С. С. Замидчеико (72) Авторы нзобретеннв

Московский вечерний металлургический институт (71) Заявнтель (54) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ С ПОЙОГРЕВОМ

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано в машиностроении; авиастроении, приборостроении и других отраслях промышленности.

В известных процессах сварки давлением с подогревом при постоянной или циклически изменяющейся нагрузке скорость деформирования (скорость ползучести) материала является структурно-зависимой величиной. В связи с этим структурная неоднородность материала всегда приводит к нарушению стабильности качества сварного соединения прн постоянных параметрах процесса (1).

Наиболее близким к предлагаемому изоб-. ретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сварки давлением с подогревом, при котором скорость деформирования задают принудительно (2).

Применение такого способа сварки связано с проявлением эффекта сверхпластнчности, что позволяет использовать активированное состояние поликрнсталлнческих агрегатов и резкое снижение сопротивления металла пластической деформации.

Однако сверхпластичное состояние реализуется в весьма узком диапазоне температур и скоростей деформнрования для ограниченного числа материалов, имеющих особую струк2 туру (как правило, ультрамелкое зерно). При других условиях (температуре, скорости деформирования, крупном зерне и т. д.), когда эффект сверхпластич ности не проявляется или проявляется только частично, в материалв заметно развиваются процессы деформационного упрочнения. Поскольку при сварке давлением в первую очередь деформируются-микровыступы пбверхности, это значительно затрудняет формирование физического контакта и уд1Е линяет первую стадию формирования соединения. В результате общая длительность сварки возрастает, увеличивается деформирующее усилие и объемная деформация деталей, что в свою очередь приводит.к необходимости увеличения припусков на обработку и к удорожала нию изделия.

Целью изобретения является повышение производительности, снижение деформирующего усилия, а также экономия материала за счет уменьшения необходимой объемной дефор,Е. мации деталей.

Для этого.по предлагаемому способу принудительно, поддерживаемую скорость деформирования в процессе сварки периодически изменяют по величине и по знаку, а также скорость принудительного деформирования периодичес25 ки уменьшают до нуля, а в периоды остановки

Формула изобретения

plop

Ф» »»

Ы И И И П И Заказ 306 I /8 Тираж 1263 Подписное

Ф IslHAл ППП «Пагенгэ, г. Ужгород, ул. При» конан, 4 деформирования нагрузку снимают частично или полностью, На фиг. 1 представлена схема периодического уменьшения скорости принудительного деформирования; на фиг. 2 — схема периодического уменьшения скорости деформирования до нуля.

В периоды деформирования с пониженной скоростью 1фиг. 1) или в периоды полной остановки (фиг. 2) темп накопления структурных дефектов или существенно снижается (фиг. 1), или полностью приостанавливается. В эти периоды преобладают.релаксационные процессы.

В последнем случае после каждой очередной остановки-нагрузка может быть частично или полностью снята. Это такте облегчает протекание релаксационных процессов эа время остановки и снижает усилие в последуюшем цикле активного деформирования.

Величину пониженной скорости, длительность деформирования с пониженной скоростью или время полной остановки, а также степень разгружения после остановки выбирают таким образом, чтобы релаксационные процессы в деформируемых микровыступах, поверхности контакта прошли наиболее полно при данных условиях (температура, скорость сварки, чистота поверхности, тио материала и др.), а время сварки и объемная деформация деталей были бы манимальными.

Возможно также применение сварочного цикла, при котором деформнрование сжатием после остановки и разгружения до нуля заменяют деформирование растяжением, не доводя, однако, образовавшееся соединение до разрушения. 3а счет изменения знака действую; ших при деформировании напряжений релаксационные процессы проходят более плотно (эффект Баушннгера), и деформироваиие микровыступов на контактной поверхности в,очередном цикле сжатия происходит при меньшем уровне напряжений.

По преп загаемому способу проводилась сварка образцов из титанового сплава ВТб. Сварку выполняли в вакууме на универсальной испытательной машине типа <Инстрон 1195», специально приспособленной для этих целей. Процесс вели с периодическими остановками деформирования и практически полным раэгруженнем образцов во время остановок.

Режим сварки: температура 9б0 С+ 10 С, скорость активного деформирования 0,5 мм/мин,, маей ».:,. 1 ..»// » I »»У . ..врежу -:периода активного деформирования 5 сек, время остановки 10 сек, число циклов деформирования 15. Сварное соединение, практически равнопрочное основному материалу (отно,сительная величина ударной вязкости а„=0,95) было полученб при объемной деформации около 2% за 38 мин.

Ударная вязкость образцов, сваренных по известному способу при непрерывном деформнровании с постоянной скоростью (температу © ра, скорость сварки и время сварки те же) оказалось на уровне 0,5 от основного материала.

При этом объемная деформация составила около 7%, а деформируюшее усилие к концу процесса сварки оказалось на )2% выше деформирующего усилия при сварке по предлаМ гаемому способу.

Способ позволяет повысить производительность, снизить энергоэатраты и расход металла.

1. Способ сварки давлением с подогревом, при котором скорость деформирования задают

35 принудительно, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, снижения деформирующего усилия, а также экономии материала за счет уменьшения объемной деформации деталей, принудительно поддержи ваемую скорость деформирования в процессе сварки периодически изменяют по величине и по знаку.

2. Способ по п. l, отличающийся тем, что, скорость принудительного деформирования периодически уменьшают до нуля. ,у 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в периоды прекрашения деформирования нагрузку частично снимают.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в периоды прекращения деформирования нагрузку снимают полностью.

® Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l. Караказов Э. С. Соединение металло твердой фазе.М., 197б, с, 214 †2.

2. Шоршоров М. Х. и др. Сварка титано4 вых сплавов ОТ4, ВТ6 и ВТ15 в твердом состоянии в режиме сверхпластичности, Сварочное производство, № 10, 1975.