Способ сварки трением деталей из разнородных металлов

 

4 и гФ g

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t I I ) 7 7 2 7 7 1

Ф

l (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04 . 04 . 79 (21) 274 704 1/25-27 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Опубликовано 231080,Бкзллетень 89 39

Дата опубликования описания 25.1080 (я)м. к.

В 23 К 20/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791. .14{088.8 ) (72) Авторы изобретения

И. В. Иибко и С. И. Вдовин

Днепропетровский государственный университет им. 300-летия воссоединения Украины с Россией (71) Заявитель (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ ДЕТАЛЕЙ ИЗ РАЗНОРОДНЫХ

МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к сварке давлением и может быть использовано для получения соединений стержневых деталей (шпилек, стоек, трубок), с корпусными деталями из металлов с резко отличающимися физико-механическими характеристиками во всех отраслях промышленности.

Известен способ сварки трением стержневых деталей с корпусными, при 10 котором хвостовик стержневой детали выполняют со скосом и врезают в балку P)

Способ известен для металлов одинаковой твердости, однако его исполь- 15 эонание возможно также и для деталей из разнородных материалов. Прочность получаемых по этому способу соединений определяется только качеством сварного шва и его площадью, которая 20 не значительно превышает площадь поперечного сечения стержневой детали.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ сварки 25

- трением деталей иэ разнородных металлов, при котором в торце одной нз деталей преднарительно выполняют цилиндри еское углубление, в которое .встанляют конец другой детали (2g . 30

В известном способе цилиндрическое углубление выполняется в детали из твердого металла, а соединение образуется за счет высадки пластичного металла стержневой детали.

Этот способ не позволяет получить качественное сварное соединение в том случае, когда стержневая деталь выполнена из более твердого металла чем деталь, н которой выполнено углубление, так как высадка металла и заполнение им выточки в углублении не произойдет. Кроме этого площадь шва определяется только диаметрами стержневой детали и углубления в кор= пусной детали.

Цель изобретения — повышение прочности соединений деталей путем увеличения площади шва.

Укаэанная цель достигается тем, что цилиндрическое углубление выполняют в детали иэ пластичного металла, а в торце детали из твердого металла, выполняют коническое углубление с углом наклона образующей кону,са 60-75о.

На чертеже представлено устройство. реализующее предлагаемый способ.

В процессе сварки трением стержневая деталь 1 из тнердого металла с

772771 коническим углублением, стенки которого наклонены к поверхности контакта под углом 60-75 в основание углубления в корпусной детали 2 иэ пластичного металла и развальцовывается в ее теле под действием радиальных составляющих давления, возникающего на конической поверхности. При этом осуществляется сварка как по поверхности отверстия, так и по врезаемой наружной поверхности стержневой детали. t9

Развальцовка торца стержневой детали увеличивает площадь шва и проч- ность соединения на разрыв, а углубление в корпусной детали способствует повышению несущей способности соединения при действии поперечных изгибающих усилий.

Форма развальцованной части определяется геометрией углубления в стержневой детали, соотношением твердости соединяемых металлов и параметрами режима сварки. Соединение обладает определенной прочностью и при отсутствии схватывания соединяемых материалов.

Сварка стержня производится иэ стали 30 6 мм, с коническим углублением в торце с углом при вершине 45, цио линдром р 20 мм, из алюминия АД1, в торце которого выполняется углубление 6 мм, глубиной 8 мм. ЗО

Сварка проводится на экспериментальной машине для сварки трением при оборотах шпинделя 1000 об/мии, усилии нагрева 120 -140 кгс, деформации при нагреве 5 мм, усилии при осадке. 35

350-370 кгс, времени проковки 3 с.

Механические испытания соединений на разрыв показали, прочность, отнесенную к площади поперечного сечения стержня, порядка 30 кгс/мм i 4g что выше предела прочности алюминия„ разрушение происходило со срезом по алюминию при усилиях 830-860 кгс.

Металлографические исследования. соединения показывают, что сварка происходит по всей площади врезаемой части стержня с развальцовкой в алюминии.

Использование предлагаемого способа сварки стержневых деталей с корпус-. ными из металлов с резко отличающихся по твердости обеспечивает, по сравнению с известными, более высокую конструктивную прочность соединений. Применение способа для соединения шпилек и стоек с корпусными деталями из легких сПлавов взамен резьбовых поззоляет снизить трудоемкость механической обработки деталей и повысить надежность конструкций. Невозможно использование Способа для сварки трубчатых деталей .с корпусными.

Формула изобретения

Способ сварки трением деталей из разнородных металлов, преимущественно различающихся по твердости, нри котором в торце одной иэ деталей предварительно выполняют цилиндрическое углубление, в которое вставляют конец другой детали, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения проч ности соединений деталей путем увеличения площади шва, цилиндрическое углубление выполняют. в детали из пластичного металла, а в торце детали из. твердого металла выйолняют .оническое углубление с углом наклона образующей конуса 60-75

О

Источники информации, принятие во внимание при экспертизе

1. Сварка трением шпилек соединителей со стальными балками. Экспрессинформация. — "Сварка", 1974, вып. 30, реф. 262.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 207690, кл. B 23 К 19/00, 1966.

772771

Составитель Т ° Сорокина

Ре акто А. олинич Тех А. епанская Ка енто A. Гриценко

Закаэ 6795/14

Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035 Москва Ж 35 .Ра ская наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4