Способ изготовления сварной металлической заготовки
патентно ..., "" 1,, - -, и:; -.
О П И С-А Й И- -Е Союз Советскмк Соцмалистичесииз Реслублии И ЗО6РЕТЕ Н ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф S м А (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (51)М. Кл. В 23 P 20/04 (22) Заявлено 09.08.78 (2l ) 2654415/25-27 с присоединением заявки М (23) Приоритет— Г44удврстювнный к4митвт СССР ао делам изобретений и вткрытнй Опубликовано 15.11.80. Бюллетень М 42 Дата опубликования описания18.11.80 (53) УДК621 ° .771.8 (088.8) (72) Авторы изобретения ф. р. Карелии, И. M. Павлов и B. С. Крылов (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИ Изобретение относится к металлургии, в частности, сварке давлением, и может быть использовано при изготовлении металлов и сплавов тонкостенных заготовок различной конфигурации, например У вЂ”, X — образных, тавровых, двутавровых с 5 заданным размерным соотношением элементов профиля. Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления сварной тонкостенной профильной,.заго1О товки, предусматривающий сборку паке.та путем установки между двумя листами основного легкоокисляемого металлического материала по всей площади листовых 15 прокладок из того же материала и металлического наполнителя из разнородного материала толщиной 0,7-0,9 от толщины прокладки при отношении толщин прокладки и пакета 0,2-0,5, затем горячую прокатку в вакууме пакета с относительным обжатием 20-23% fl). Недостатки способа — образование кривизны по длине профильной заготовки 2 в результате неравномерности деформации иэ-за зазора между наполнителем и основным металлом, что не позволяет изготавливать точные прямолинейные заготовки; наличие концентратора напряжений в месте соединения элементов профиля, которое снижает несущую способность заготовки, а также приводит к появлению надрывов и трещин при изготовлении профилей из. высокопрочных материалов и особенно при малом радиусе гиба. Целью изобретения — устранение указанных недостатков, путем создания условий более равномерной деформация прокатываемого пакета и обеспечения .плавного перехода в местах соединения элементов профиля, что приводит к повышению выхода годного и несущей способности заготовок. Эта цель достигается тем, что собирают пакет из двух листов основного металлического материала, между которыми по всей площади устанавливают прокладку иэ того же материала и на997 4 концентратором напряжений, значительно снижается работоспособностьдеталей, изготовленных из таких заготовок. Благодаря скруглению кромки наполнителя, сопрягающейся. с прокладкой, обеспечивается плавный переход вместе соединения элементов профиля, что приводит к повышейию несущей способности заготовки. В тех случаях, когда при механическом удалении наполнителя возникают трудности из-за высокой прочности сцепления его с основным материалом, вводят предвари- тельную термодиффузионную обработку, которую можно совместить с термообработкой для снятия остаточных напряжений и улучшения комплекса механических свойств, Пример 1. Пакет собирают из 2 листов размерами 1,5х80х300 мм алюминиевого сплава мархи АМг2, между которыми располагают прокладку размерами 2х30х300 мм из того же сплава и по обе стороны от нее наполнитель в виде листа размерами 2х25х300 мм из медного сплава мархи М1, с округленными кромками, сопрягающимися с прокладкой. При этом отношение сопротивления деформации при температуре сверки 20 С листа из сплава М1 к его О собственной толщине составляет 36: 2, аналогичное отношение листа из основного материала алюминиевого сплава 34:1,5. Различие составляет 1,27 раза. После механического удаления наполнителя освободившиеся части заготовки отгибают на угол 30 . В результате получают (- образную профильную заготовку. 3 778 полнитель из разнородного материала. При этом в качестве .наполнителя испо)тьзуют материал, у которого отношение предела текучести при температуре сварки к собственной толщине различается от S аналогичного отношения листа основного материала не более 1,5 раз, причем по верхность наполнителя шлифуют, а кромку его. сопрягающуюся с прокладкой, предварительно скругляют. Затем осуществляют сварку давлением элементов пакета и механическое удаление наполнителя, Наличие в пакете разнородных материалов неизбежно сопровождается неравномерностью деформации при сварке давлением, вследствие различия в сопротивлении их деформированию. Это приводит к различным вытяжкам составляющих пакете и, следовательно, к искривлению прокатываемой полосы. Однако неоднород26 ность напряженно- деформированного состояния пакета зависит также и от соотношения толщин наполнителя и основного материала. Поэтому за критерий, характеризующий сравнительно равномерное распределение сопротивления деформации по. толщине пакета принято отношение предела текучести материала листа при температуре сварки к собственной толщине. Чем больше предел теку30 чести материала листа, тем больше берется его толщина. Установлено, что искривление по длине заготовки не наступает, если отношение предана текучести наполнителя при температуре сварки к собственной толщине отличается от ана35 логичного отношения листа основного материала не более чем в 1,5 раз . Необходимым условием сохранения заданных форм и геометрических соотношений элементов пакета является схватываемосдь (при сварке) не только основного, но и разнородных материалов; Важную роль при этом играет состояние поверхности наполнителя, определяющее xopomee сцепление с основным материалом, что способствует процессу деформации сборного пакета ках сплошно1 о тела.. Кроме того, чистота поверхности наполнителя определяет качество поверхности элементов профильной заготовки, находящихся в контакте с наполнителем после его удаления. Несущая способность профильной заготовки особенно из высохопрочных сплавов во многом определяется геометрией соединения ее элементов. .При наличии резхого перехода, позволяющегося Пример 2. На прокатном стане дуо 320 при 3500С с обжатием 25% прокатывают 20 сборных пакетов, каждый из которых состоит из двух листов размерами Зх60х250 мм нержавеющей стали марки 12х18Н9Т, между которыми по всему пространству располагают прокладку размерами 1х20х250 мм из той же стали и наполнитель в виде листа размерами 1х40х250 мм из алюми ниевого сплаве марки AMr5. В данном случае величина сопротивления деформации алюминиевого сплава при температуре сварки равна 13кгс/мм, - нержавеющей стали 49 хгс/мм а их отно-. шения х собственным, толщинам отличаются в l 25 раза. Причем в.первой партии {10 шт) пакеты собраны.с на- полнителем, имеющим закругленную (радиус 1 мм) кромку, соприкасающуюся с прокладкой, а во второй партии(10паном,кромку листа иэ алюминиевого сплава, соприкасеющуюся с прокладкой, скругливают. Все прокатные полосы искривлены в плоскости листа вокруг прокладки. При этом наблюдается также выдавливание наполнителя. Из-эа нарушения геометрии заготовки не удовлетворяют заданных требований.! О формула изобретения Способ изготовления сварной металлической заготовки, преимущественно про15 фильной, включающий сборку пакета путем установки между двумя листами основного материале по всей их площади прокладок из того же материала и неполнителя иэ разнородного материала, прокатку пакета и удаление наполнителя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с пещью повышения выхода годного и не сущей способности заготовки, в качестве наполнителя берут материал, в котором отношение 1... 1,5 Ь н он, где Ь вЂ” предел текучести наполнителя при температуре сварки; — предел текучести основного материала при температуре сварки; т ц — толщина листа наполнителя; Ър ц,,— толщина листа основного ма-. 3$ териала. При этом поверхность наполнителя перед сборкой шлифуют, а кромку его соприкасающуюся с прокдадкой, скругляют. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2475025/25-27. кл. В 23 P 3/06, 14.04.77. 5 778997 кетов) без закругления кромки. В обеих партиях (по 3 шт.) пакеты собраны с наполнителем, у которого поверхность не подвергают очистке от загрязнений, а у остальных пакетов наполнитель шлифуют и обеэжиривают ацетоном. При визуальном осмотре прокатных пакетов у шести полос. полученных из пакетов, где наполнитель взят с неподготовленной специально поверхностью, обнаружено смешение элементов пакета и нерушение геометрии заготовки. У остальных полос удаляют наполнитель механическим путем, а освободившиеся от наполнителя части полосы отгибают в противоположные стороны на угол 90 . fIpr вьполнео нии этой операции у 2 заготовок из вто-,. рой партии образуются трещины в местах соединения элементов профиля. Таким образом удалось изготовить 12 годных профилей в виде тавра. Однако у заготовок второй партии переход между элементами профиля резкий, в то время как у заготовок первой партии плавный.. Пример 3. При 900СС с обжа-, тием 25% прокатывают 3 сборных пакета, каждый из которых состоит из двух листов размерами 8х60х250 мм жеро-. прочной стали марки 20х13 по всему пространству располагают прокладку размерами 2х20-250 мм из той же стали и неполнитель в виде листа размерами 2х40-250 мм из титанового сплава . марки ОТ4. При этом величина сопротивления деформации титанового сплава при температуре сварки равна 5 кгс/мм, 2 а жаропрочной стали 35 кгс/мм, таким образом, отношение . сопротивления деформации наполнителя к собственной толщине отличается от аналогичного отношения листа основного материала в 2,8 раза. Поверхности всех элементов пакета,предварительно эачищают ме ханическим путем и обезжиривают ацетоСоставитель О, Чернилевская Редактор О. Колесникова Техред А.Щепанская Корректор М. Пожо 3акаэ 7907/15 Тираж 1160 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
