Способ сварки давлением

Способ сварки давлением по авт.св. N 944226, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки и экономии металла за счет снижения припуска на последующую механическую обработку, в процессе пиролиза защитного покрытия перед снятием основного давления его увеличивают до Росн. (0,8 1,0) Рпл. где Рпл. предел текучести свариваемого металла при температуре пиролиза защитного покрытия.

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом и может быть использовано в различных областях машиностроения.
Из основного авт. св. N 944226 известен способ сварки давлением, при котором основное давление снимают при температуре 0,5 0,7 температуры плавления свариваемых металлов.
Недостатком способа является низкое качество сварки из-за краевых непроваров, для устранения которых увеличивают припуск на последующую механическую обработку, вследствие чего увеличивается расход металла.
Целью изобретения является повышение качества сварки и экономия металла за счет припуска на последующую механическую обработку.
Поставленная цель достигается тем, что в способе сварки давлением (по авт. св. N 944226), при котором основное давление снимают при температуре 0,5 0,7 температуры плавления свариваемых металлов, в процессе пиролиза защитного покрытия перед снятием основного давления его увеличивают до P_осн. (0,8 1,0) P_пл., где P_пл. предел текучести свариваемого металла при температуре пиролиза защитного покрытия.
Способ осуществляют следующим образом:
На поверхность свариваемых деталей наносят защитное покрытие, детали сжимают усилием 1 3 кГс/мм² и производят нагрев с высокой скоростью до температуры (0,5 0,7) Т_пл.
При пиролизе защитного покрытия перед снятием основного давления его увеличивают до Р_осн. (0,8 1,0) Р_пл., где Р_пл. - предел текучести свариваемого металла при температуре пиролиза защитного покрытия, а дальнейший нагрев до температуры (0,8 0,9) Т_пл. и поддержание указанной температуры в процессе изотермической выдержки осуществляют в паузах между импульсами дополнительного (уменьшенного) давления без приложения основного давления. После образования соединения нагрев и подачу импульсов давления прекращают.
Благодаря увеличению основного давления в процессе пиролиза защитного покрытия между контактирующими поверхностями возникают гидродинамические явления кавитационного характера, в результате чего обеспечивается активное смятие микронеровностей, разрушение и вытеснение остатков окисных пленок и продуктов пиролиза из зоны соединения, сближение и увеличение площади активных центров без деформационного упрочнения в зоне соединения, что позволяет повысить качество локальной защиты краевых участков зоны соединения и сварного соединения в целом, уменьшить припуск на последующую обработку и сократить расход металла. Величину давления Р_осн. (0,8 1,0) Р_пл. выбирают из условия обеспечения деформации кавитационного пузырька в микрообъемах между свариваемыми поверхностями и, что позволяет интерсифицировать процесс и способствует активному локальному деформированию металла и образованию высококачественного соединения без образования краевых непроваров. Увеличение основного давления выше 1,0 Р_пл. приводит к резкому увеличению неоправданной деформации, деформационному упрочнению свариваемых поверхностей, что препятствует образованию качественного соединения, дополнительному расходу металла и увеличению объема последующей механической обработки. Уменьшение давления менее 0,8 Р_пл. приводит к исключению кавитационных явлений на свариваемых поверхностях, быстрому пиролизу защитного покрытия на краевых участках зоны соединения и образованию краевых непроваров, что приводит к необходимости дополнительной обработке деталей и расходу металла.
Конкретный пример осуществления способа.
Производили сварку инструментальной стали Р12 и стали 45.
На соединяемые поверхности деталей перед сваркой наносили слой защитного покрытия (например, эпоксидную смолу ЭД-20), что предотвращало их окисление.
Детали сжимали с усилием 2,5 кГс/мм² и нагревали со скоростью 200^oC/с. При пиролизе защитного покрытия осуществляли увеличение основного сварочного давления до 5,0 5,5 кГс/мм² (0,9 1,0) P_пл..
При температуре 0,7 Т_пл. после завершения пиролиза защитного покрытия, основное давление снимали и на подогретые детали воздействовали импульсами дополнительного давления Р_доп. 0,3 Р_осн., а дальнейший нагрев до температуры 0,85 Т_пл. и поддержание температуры при изотермической выдержке осуществляли в паузах между импульсами дополнительного давления.
После образования соединения нагрев прекращали, снимали нагрузку и детали охлаждали. Время сварки составляло менее 1 мин. Деформация в зоне стыка не превышала 10% краевые непровары отсутствовали.
Использование изобретения по сравнению с базовым объектом, являющимся прототипом, позволит повысить качество сварки и снизить расход металла при изготовлении составного режущего инструмента.
Способ сварки давлением по авт.св. N 944226, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки и экономии металла за счет снижения припуска на последующую механическую обработку, в процессе пиролиза защитного покрытия перед снятием основного давления его увеличивают до Росн. = (0,8 - 1,0) Рпл., где Рпл. - предел текучести свариваемого металла при температуре пиролиза защитного покрытия.