Способ телескопического соединения труб

 

О П И С А Н И Е,и заозвэ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено25,08.77 (21)2466909/25 27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25,08,78 юллетеиь № Д1 (45) Дата опубликовании описания 13.07.78> (51) М. Кл.

Б 23 К 19/00

Гооудврстоеннмй квинтет

Совета Инннотров СССР оо делам нзооретеннй н открапнй (53) УДК 621.791.66 (088.8) М. У. Ушицкий и Э. С. Каракозов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский вечерний металлургический институт (54) СПОСОБ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ

Изобретение относится к сварке дав пением. с подогревом и может быть ис-. пользовано в машиностроении дпя создания двуснойных трубчатых неразъемных соединений.. диффузионной сваркой.

Известен способ соединения диффузионной сваркой пустотелой детали.-из цвет ного металла с внутренней поверхностью полой детали из стали и ее сцлавов, при котором соединения образуется эа счет диффузии между стальной деталью, находящейся в твердой фазе, деталью иэ цветного металла, находящейся в твердой фазе, и; деталью из цветного. металпа, находящейся в жидкой фазе fl);

Недостатком способа является иовышение температуры нагрева с цепью рас плавления поверхности.

Наиболее близким.к изобретению по технической сущности и достигаемому ре зуцьтату является способ телескопического соединения труб путем диффузионной сварки вставленных одна в другую с зазором трубных заготовок при котором сварочное давление создают за счет раз- 25 личных термических расширений материалов заготовок при их нагреве (2).

В известном способе не обеспечиваетcs высокое качество соединения, поскольку при нагреве соединения после смыкания зазора между свариваемыми поверхностями со скоростями большими

1@С/сек не удаетси обеспечить равномерное нагружение и тем самым создать; условии дна образовании значитеньного по размерам иитиа контакта. При охлаждении сварного соединения растягиваюшие напряжения в зоне соединения вызывают. разрывы мостиков сварки, образо ванне трещин и зоне соединения, в резуном тате чего снижается прочность соединения, нарушается его ппотность.

Дда повышения качества сварного сое- динения за счет обеспечения равномерного нагружения поспе смыкания сваривае мых поверхностей нагрев осуществляют с постоянной скоростью 0,02-0,8 С/сек.

Трубные заготовки размещают одна в другой коаксиапьно, так что заготовку из материапа с большим коаффициентом

620353 линейного расширения, помещают внутри заготовки из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения и нагревают. Термоупругое расширение заготовок при нагреве приводит,к смыканию зазора межйу ними при некоторой температуре Т.

Формула дпя определения температуры смыкания контактирующих поверхностей в случае сварки толстостенных трубных заготовок имеет вид; о

lO где d — величина зазора между заготовками; с(. d. — значения коэффициентов пиней- д5

1 2 ного расширения материалов наружной и внутренней трубных заготовок при температуре Т;

25 . ге "ИРЛИ "4 радиусы внешних и внутренних поверхностей труб;, Т,,Т вЂ” температуры внутренних поверхностей труб;

АТ4,АТ, — перепад температур по толщине труб K = Т I Ò4.

Йпя определения температуры смыкания контактирующих поверхностей при сварке тонкостенных труб принимают

1 донимаяпод л и г2я Радиусы сре динных поверхностей наружной и внутренней груб соответственно. дальнейшее повышение температуры создает на поверхностях контакта заготовок давление, возрастающее с увепичением температуры. Под действием этого давления микровысступы на взаимодействующих заготовках пластически деформируются, что приводит к образованию физического контакта.

Йпя большинства конструктивных материапов повышение температуры с постоянной скоростью из,интервапа 0,020,8 С/сек создает равномерное нагружение в контакте, которое обеспечивает об-. разование эначитепьного пятна контакта в резупьтате попзучести микрорельефа на взаимодействующих поверхностях. Вепичина скорости нагрева зависит, прежде всего, от характеристик попзучести соединяемой пары, материалов, а также оТ размеров трубных заготовок, вепичины зазора между ними и может быть определена в резупьтате эксперимента.

При этом большим скоростям нагрева заготовок соответствуют материалы с высокими скоростями попэучести (свинец, медь, бронзы), а меньшим — материалы, обладающие низкими скоростями ползучести (мопибден, керамики и другие).

Поспедуюшая активация и объемное взаимодействие завершают процесс образования соединения в твердой фазе. Сваренные в укаэанных режимах двуспойные трубчатые соединения обладают высокой прочностью в зоне соединения и способны выдерживать значительные термоде.фор мационные воздействия.

Пример» Описанный выше процесс соединения трубных заготовок путем диффузионной сварки бып реапиэован на тонкостенных трубчатых образцах иэ меди МБ (радиусом срединной поверхности 8,41мм, топшиной стенки 0,80 мм) и технически чистого мопибдена (радиусом срединной поверхности 9,50 мм и толщиной стенки

1,00 мм). Вепичина зазора между заготовками составляла 0,18 мм, длина заготовок 20,00 мм. По формуле температура смыкания свариваемых поверхностей

О трубных заготовок составпяпа 721 С.

В вакуумной камере установки СШВЛ0,6 2/16 4 серии образцов (по 12 шту» в каждой серик) нагревапи до температу ры 721 С (до смыкания свариваемых. по». верхностей) со средней скоростью

2"С/сек, а затем в интервапе темперагур 720 780 С образцы нагревались с постоянными скоростями 0,1;0,2; 0,4>

0,8 С/сек соотвественно в каждой из четырех серий.

Сваренные таким образом двуспойные трубчатые соединения раэреэапись на токарном станке на отдельные кольца высотой 4 мм. Кольца испытывались на ,срез при выдавпивании внутреннего копь ца (медного) из внешнего (мопибденового). Испытание проводипи на ЗО-тонном прессе UHHHTMAlll /ИМЧ ЗО/, удер живающей. наружное кольцо и пуансоном дпя выдавпивания внутреннего кольца, Результаты эксперимента показывают,, что при нагреве со скоростями, не превы . шающими 0,3 С/сек в указанном соедио пении меди и молибдена, достигается наи большая прочность соединения. Увепиченир о скорости нагрева до 0,8 С/сек приводит к резкому падению прочности соединения.

Использование изобретения позволит повысить качество соединения. формула изобретения

Способ телескопического соединения труб путем диффузионной сварки встав