Способ управления процессомсварки трением

 

Союз Советсккк

Социалкстлческик

Реслублик

О П И С А Н И Е („, д)д

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.05.79 (21) 2763427/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 23 К 20/12

Гееударстееилый кемитет (53) УДК 621.791. .14 (088.8) Опубликовано 23.05.81. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 30.05.81

N делам иэебретеиий и еткрытий (72) Авторы изобретения

К. И. Мулюков, В. П. Воинов и Н. М. Ведерн

Челябинский конструкторско-технологический автоматизации и механизации автомобилес (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СВАРКИ

ТРЕНИЕМ

Изобретение относится к сварке металлов трением. Известен способ управления процессом сварки трением, при котором достижение необходимого размера по оси изделия получают с помощью регламентации процесса по времени (1).

Недостатком такого способа сварки трением является нестабильность осевых размеров изделия. Это связано с неплосткостностью торцов заготовок, с различной чистотой их обработки, с нестабильностью свойств материала заготовки температуры и влажности окружающей среды и т.п., в результате чего при одном и том же времени нагрева величина осадки при нагреве и проковке получается различной.

Известен также способ управления процессом сварки трением, с регламентацией длительности нагрева по величине осадки, при котором измеряют скорость осадки при нагреве и после стабилизации ее значения осуществляют проковку (2).

Такой способ сварки обеспечивает повышение точности осевого размера изделия, так как исключает влияние неплотности и различной чистоты обработки торцов заготонок. Однако колебания размеров заготовок, нестабильность свойств их материала, температуры и влажности окружающей среды, и т.п. приводят к тому, что при одной и той же величине осадки время нагрева является нестабильным, так как скорость осадки при нагреве произвольна и к моменту окончания нагрева, предшествующему проковке, в различных изделиях заготовки прогреваются на неодинаковую глубину. В результате этого величина осадки при про10 ковке не является постоянной и точность осевого размера изделия не соответствует техническим условиям.

Перечисленные недостатки можно устранить только при условии, если величина осадки при проковке не будет зависеть от времени нагрева и от величины осадки при нагреве.

Цель изобретения — упрощение процесса регулирования и повышение точности осевого размера сваренного изделия.

Указанная цель достигается тем, что величину стабилизированной скорости осадки при нагреве устанавливают не более 0,2мм/ .

При таких значениях скорости осадки после ее стабилизации зона сварного сое831458

Г1редлагаемый способ сварки трением проверен экспериментально. Установившееся температурное поле удалось создать для трубчатых заготовок (из сталей 35, 40Х и др.) при следующих параметрах сварки:

Окружная скорость среднего диаметра заготовки, м/с 5,0

Давление нагрева,кг/мм 9,5

Давление проковки, кг/мм 9,5 — 14,0

Осадка нагрева (оптимальное значение), мм 3,0

Скорость осадки, мм/с 0,16

При указанных значениях скорости осадки у заготовок с размерамиф76х10мм, 648х х8 мм, ф48х6 мм, ф 34х6 мм величина осадки при проковке не зависит от величины осадки при нагреве в пределах 1,5 — 5,0 мм. Характер зависимости Ьпр — — f(h,í) соответствует прямой 5.

Таким образом, предлагаемый способ сварки трением позволяет эффективно осус-20 шествить стабилизацию величины осадки ь проковки при нестабильности времени сварки, что в условиях регламентации процесса по осадке при нагреве в значительной степени повышает точность осевого размера изделия и упрощает процесс регулирования.

Предлагаемый способ может быть использован, когда требуется повышенная точность узла, состоящего из свариваемых зат готовок, осевые базовые размеры которого получены заранее путем механической. обзо работки, например реактивные штанги автомобилей.

Формула изобретения динения характеризуется постоянством температурного поля в объеме заготовок относительно плоскости их стыка, посколь ку абсолютная величина температуры дости гает максимума и в дальнейшем не изме няется во времени. В этом случае величина осадки при проковке не зависит от времени нагрева и от величины осадки при нагреве посольку при установившихся параметрах температуры в стыке и по глубине загото вок зона сварного соединения всегда «про грета» одинаково. В результате независимо от условий нагрева, если регламентация про цесса осуществляется по величине осадки при нагреве, точность осевого размера изде лия является высокой, так как осадка при проковке стабилизирована.

На чертеже показана зависимость вели чины осадки при проковке 6„ от величинь осадки при нагреве Ь„ (или пропорциональ ного ей времени нагрева 1ц).

Прямые 1 — 4 иллюстрируют указанную зависимость Ь„= (Ь„) когда технологиче кий режим йроцесса сварки (скорост вращения и давление) не обеспечивает ве личину стабилизированной скорости осад ки менее 0,2 мм/с. При этом параметры тем пературного поля в глубине заготовок яв ляются неустановившимися и с увеличением

Ьн изотермы перемещаются вглубь загото вок относительно плоскости стыка, веичина

Ь„возрастает. Прям ая 5 иллюстрируе указанную зависимость Ь = f(h„) ког да технологический режим процесса свар ки (скорость вращения и давления) обес печивает величину стабилизированной скорости осадки не более 0,2 мм/с. При этом параметры температурного поля в глубине заготовок являются установившимися и при изменении Ь„изотермы не перемешаются относительно плоскости стыка заготовок, величина h» остается постоянной.

Предлагаемый способ сварки трением осуществляется следующим образом.

Опытным путем, изменяя параметры технологического режима сварки (скорость вращения и давление) и регламентируя длительность нагрева по величине осадки, для конкретно заданного материала заготовок, устанавливают скорость осадки после момента ее стабилизации не более 45

0,2 мм/с. Затем производят настройку механизма контроля осадки машины для сварки трением на минимальную величину осадки, обеспечиваюшую получение доброкачественного сварного соединения и требуемую точность осевого размера изделия.

Способ управления процессом сварки трением, преимущественно изделий из конструкционных сталей с регламентацией длительности нагрева по величине осадки, при котором измеряют скорость осадки при нагреве и после стабилизации ее значения осуществляют проковку, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса регулирования и повышения точности осевого размера сваренного изделия, величину стабилизированной скорости осадки при нагреве устанавливают не более 0>мм/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вилль В. И. Сварка металлов трением, Л., «Машиностроение», 1970, с. 57.

2. Патент Великобритании № 1321332, кл. В 3 R,27.06.73.

831458

Составитель В. Влодавская

Редактор А. Химчук Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 2875/6 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4