Устройство для сварки трением трубчатых изделий

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к АВТОРСКОму свидетельству (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 16. 04. 79 (21) 2755943/25-27 (51)м. кл.з

В 23 К 20/12 с присоединением эаявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 231080, Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования описания (53) УДК 621-791 ° .14(088.8) (72) Автор изобретения

П ° М. Сутовский (71) Заявитель (54) УСТРО1зСТВО ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ ТРУБЧАТЫХ

ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к сварке, а точнее к сварке трением трубчатых иэделий.

Известны устройства для сварки трением трубчатых изделий с принудительным формированием металла шва, в которых для ограничения или предотвращения внутреннего грата внутри зоны сварного соединения устанавливают формирующие оправки.

В таких устройствах формирование внутреннего грата предусмотрено с помощью цилиндрической оправки, входящей вплотную во внутрь свариваемых деталей, и c ïoìîùüþ слегка коничес- 15 кой или специальной формы установленных с некоторым затором относительно внутреннего диаметра свариваемых деталей (1) и (2J

Недостаток данных устройств состоит в их непригодности для.сварки деталей с малым внутренним проходным отверстием вследствие того, что при сварке трением разогретый металл 25 стыка вытесняется в грат наружу и вовнутрь, при этом оправка весьма интенсивно истирается, особенно гратом со стороны невращающейся при

".варке детали, и сжимается гратом 3Q вращающейся детали. Из-за трения грата об оправку последняя. сильно . разогревается и ее извлечение иэ сваренной детали, особенно без специального приспособления, практически невозможно*

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и дсстигаемому результату является устройство для сварки трением трубчатых изделий, содержащее полый шпиндель с эажимным патроном и внутреннее форми-, рующее устройство, закрепленное на валу, проходящем через полый шпиндель и связанном с приводом осевого перемещения. устройство содержит так же цилиндр, поэвбляющий принудительно извлекать оправку иэ соединения после сварки деталей P3) .

Однако использование внутреннего формирующего устройства, выполненного в виде втулки, свободно вращающейся на оси, возможно только при относительно больших внутренних «диаметрах свариваемых деталей. Применение такбй конструкции при сварке деталей с малым проходным отверстием (35 мм и менее) практически исключено, так как сечения втулки и оси малы для воспринятия при высоких температурах

772772 радиальных усилий сжатия от грата и осевых усилий для извлечения опранки цилиндром из сварного соединения.

При сварке деталей по конусной поверхности грат вращающейся детали перемещается вовнутрь и в осевом направлении в сторону, протинополож, ную от шпинделя, при этом грат увле-. кает во вращение оправку вокруг оси и перемещается относительно нее в осевом направлении.. Вследствие того что оправка в осевом напранлении ог- < раничена буртами оси, грат интенсив- но истирает при высоких температурах наружную поверхность оправки и, кроме того, оправка при эначительнйх 15 осевых усилиях передает трение на торцовую поверхность бурта оси, следовательно крутящим моментом нагружается ось и цилийдр извлечения оправки.

Цель изобретения — повышение на- Щ дежности и долговечности конструкции путем исключения трения между формирующим устройством и гратом.

Поставленная цель достигается тем, . что нал выполнен ступенчатым, подпружинен относительно шпинделя и установлен с возможностью осевого пере-, мещения относительно штока привода осевого перемещения вала.

На чертеже схематически изображено устройство для сварки трением трубчатых иэделий, общий вид.

Внутри полого шпинделя 1 установлен ступенчатый вал 2 с внутренней формирующей оправкой 3. В осевом направлении относительно шпинделя вал формирующей оправки зафиксиронан пружинами 4 сжатия. За шпинделем установлен цилиндр 5 осевого перемещения опранки с полым штоком б, через отверстие которого с радиальным зазором 40 проходит хвостовик вала 2. На хвостовике предусмотрен бурт 7 с таким расчетом, чтобы между торцом 8 бурта

7 и упорным торцом 9 штока б обеспечить осевой зазор, величина которого 45 больше рабочего хода вала в процессе сварки. Такая величина зазора необходима для обеспечения возможности перемещения оправки в осевом направлении только под действием вытесняе- ц» мого из стыка внутреннего грата, при этом усилие от перемещения оправки воспринимается сжимаемой передней пру жийой, а между торцами 8 и 9 гарантируется обязательный зазор, даже в случае, когда в результате течения грата перемещение оправки несколько превышает величину рабочего осевого хода при сварке. Зазор между торцами

8 и 9 исключает возможность их взаимного трения. Длина цилиндра осевого 40 перемещения выбрана большей величины осевого зазора между торцами 8 и

9 с тем,,чтобы по окончании процесса сварки обеспечить надежное извлечение оправки из сварного соединения.

Вращающаяся при сварке деталь 10 закреплена н зажиме 11, а невращающаяся деталь 12 — в неподвижном зажиме 13 с наружным формирующим устройством вокруг них.

Устройство работает следующим образом.

В процессе сварки трением деталей

10 и 12 с конусной подготовкой сва- . риваемых поверхностей внутренний грат образующийся в основном у вращающейся детали 10, вытесняется иэ стыка, охватывает внутреннюю оправку, которая вследствие этого вращается синхронно со свариваемой деталью. Так как вращение оправки происходит синхронно со шпинделем то оправка выполняется в виде стержйя с целью использования для сварки деталей с небольшими размерами проходного отверстия.

Течение грата вращающейся детали происходит в осевом направлении от шпинделя, при этом грат, контак гируя с поверхностью оправки, перемещает ее в осевом направлении. Так как оправка в осевом направлении относительно шпинделя установлена с возможностью перемещения и поджата с обеих сторон пружинами, то при вытеснении из стыка грата она, сжимая переднюю пружину, перемещается вперед. ВследсТВНВ этого отсутствует относительное трение между гратом и оправкой.

Нагрев оправки за счет теплопередачи от грата незначителен.

По окончании процесса сварки шток б цилиндра перемещается н сторону, противоположную от шпинделя и, упираясь торцом в торец 8 бурта 7, извлекает оправку из сварного coe= динения. При этом первоначально установленный осевой зазор между торцами

8 и 9 выбирается большим, чем рабочий осевой ход формирующей оправки при сварке, а рабочий ход вала 2 штока б больше осевого зазора между торцами 8 и 9 на величину длины формирующей части оправки.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность и долговечность оправки, обеспечивает возможность сварки деталей с малым проходным отверстием при малых диаметрах оправки.

Формула изобретения

Устройство для сварки трением трубчатых изделий, содержащее полый шпиндель с зажимным патроном и внутреннее формирующее устройство, закрепленное на валу, проходящем через полый шпиндель и связанном с приводом осевого перемещения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности конструкции путем исключения трения между формирующим устройством и гратом

772772

2 4

Составитель В. Влодавская

Тех е Ж.Кастелевич Ко ектор Н. Стец

Заказ 6795/."4

Тираж 1 60 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская на 5.

4 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4. вал выполнен ступенчатым, подпружинен относительно щпинделя и установлен с BoSMoxHocTblo осевого перемещения относительно штока привода осевого перемещения вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3273233, кл. 29.4703, 1966.

2. Патент США Р 3504425, кл. 29.4703, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

5 М 229936, кл. В 23 К 19/02,1962..