Способ сварки давлением

Способ сварки давлением, при котором свариваемые поверхности свариваемых деталей подготавливают путем нанесения защитно-активирующей среды, детали размещают в сварочной машине, свариваемые поверхности сжимают давлением сварки, нагревают до температуры сварки и выдерживают при этих условиях в течение времени сварки t_св, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения вследствие повышения уровня и стабильности значений механических свойств и экономичности способа, вследствие снижения расхода свариваемых металлов, при нагреве свариваемых поверхностей в зону сварки дополнительно подают среду того же состава или отдельные ее компоненты, при этом время подачи среды t_п.ср или ее компонентов выбирают из выражения
t_п.ср=(0,3-0,5)t_св.в

Изобретение относится к сварке давлением преимущественно деталей с отличающейся формой поперечного сечения и может быть использовано в разных областях машиностроения.
Известен способ диффузионной сварки в солях, где на свариваемые поверхности наносят углеводородсодержащие вещества (например, эпоксидную смолу, глицерин, вазелин), затем детали сжимают и нагревают в солях, осуществляя затем изотермическую выдержку.
Недостатком данного способа является длительное время образования соединения.
Известен способ сварки давлением, выбранный в качестве прототипа, при котором свариваемые поверхности деталей подготавливают путем нанесения защитно-активирующей среды (ЗАС), размещают детали в сварочной установке, детали сжимают, нагревают соединение под давлением с высокой скоростью и осуществляют изотермическую выдержку.
Недостатком этого способа является невысокое качество соединения, за счет возникновения краевых дефектов, и как следствие, необходимость дополнительной механической обработки, приводящей к неоправданному расходу металла.
Целью изобретения является повышение качества соединения вследствие повышения уровня и стабильности значений механических свойств, экономичности способа сварки давлением, снижения расхода свариваемых металлов.
Указанная цель достигается тем, что в известном способе, при котором свариваемые поверхности деталей подготавливают путем нанесения защитно-активирующей среды, детали размещают в сварочной установке, сжимают, нагревают стык с высокой скоростью до температуры сварки и осуществляют изотермическую выдержку при этих условиях. Предложено при нагреве свариваемых поверхностей в зону сварки дополнительно подавать ту же или другого состава среду или ее отдельные компоненты в течении времени
t_п.ср. (0,3 0,5)t_св.,
где t_п.ср. время подачи ЗАС на стык (с);
t_св. -время сварки (с),
а при сварке деталей из высоколегированной и инструментальной сталей в качестве защитно-активирующей среды использовать смесь эпоксидной смолы и порошка аморфного бора.
Благодаря дополнительной подаче той же или другого состава среды или отдельных ее компонентов в процессе нагрева свариваемых поверхностей в зону сварки на время t_п.ср. (0,3-0,5)t_св. улучшаются условия защиты зоны стыка от проникновения кислорода воздуха на внешние периферийные участки свариваемых поверхностей за счет образования расплава бора и его соединений с железом и углеродом и взаимодействия этих расплавов с кислородом воздуха, что позволяет исключить краевые несплошности особенно при сварке разнопрофильных деталей. Уменьшение времени подачи ЗАС на стык менее 0,3t_св. приводит к возникновению краевых несплошностей ввиду недостаточности времени защиты зоны стыка от окисления в момент образования соединения. Увеличение времени подачи ЗАС на стык более 0,5 t_св. существенно не влияет на улучшение качества соединения, а приводит к неоправданному дополнительному расходу ЗАС.
Применение способа исключает краевые несплошности и дефекты, что позволяет повысить качество соединения и сократить объем последующей механической обработки, что приводит к экономии металла, особенно при сварке разнопрофильных деталей.
Пример. Осуществлялась сварка инструментальных сталей и легированных сталей типа 12Х18Н10Т, 9Х18 разнопрофильного сечения цилиндр + квадрат. На свариваемые поверхности, обработанные с шероховатостью Р40, наносили ЗАС на основе эпоксидной смолы ЭД-16 и порошка бора аморфного, взятых в следующем соотношении, мас
Эпоксидная смола 97,7-97,5
Бор аморфный 0,3-2,5
Детали устанавливали в зажимные призмы сварочной машины, сжимали с заданным усилением 1,5 2,5 кгс/мм² и нагревали со скоростью 100 - 250^oC/c до температуры сварки, осуществляя изотермическую выдержку в течение 1-2 мин. Причем, в момент пиролиза и изотермической выдержки на стык дополнительно подали ЗАС на время (0,3 0,5)t_св. с содержанием компонентов мас.
Эпоксидная смола 30-40
Бор аморфный 60-70
или отдельные компоненты ЗАС, например бор аморфный, особенно при сварке разнопрофильных деталей.
В таблице приведены экспериментальные данные по влиянию времени подачи ЗАС или его компонентов на качество сварного соединения.
При этом полностью исключались краевые несплошности и дефекты, что позволило повысить качество соединения и снизить расход дефицитных металлов за счет сокращения объема последующей механической обработки даже при сварке разнопрофильных деталей, например цилиндрических и квадратных профилей.
Назначение: при сварке давлением преимущественно деталей с различной формой поперечного сечения. Сущность изобретения: на свариваемые поверхности наносят защитно-активирующую среду. Детали размещают в сварочной машине. Свариваемые поверхности сжимают давлением сварки, нагревают до температуры сварки и выдерживают при этих условиях в течение определенного времени. При нагреве свариваемых поверхностей в зону сварки дополнительно подают среду того же или другого состава или отдельные ее компоненты. Время подачи среды или ее компонентов регламентируют. Защита свариваемых поверхностей улучшается. 1 табл.