Способ сварки давлением с нагревом разнородных материалов

ОР ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнхСоциалист ическнкРеспублнк(22) Заявлено 13. 05.81 (21) 3301571/25-27 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет В 23 К 20/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения В.Н.Замков, Л.С.Киреев, В.К,Сабокарь и С.М. дена Ленина и ордена Трудового Красного институт электросварки им Е.О.Патона 71) Заявитель(54) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛО НАГРЕВОМ 2 1. ляетнород эааемому тига- сварродных соеди- жестстигаетсябу сварки давИзобретение относится к сварке давлением и может быть использовано в различных областях машиностроения при соединении стержневых деталей встык.Известен способ сварки давлением с нагревом, при котором осуществляют локальный нагрев эоны соединения и прикладывают однократно импульсну нагрузку со скоростью 1-30 м/сНедостатком этого способа яв ся невозможность соединения раз ных материалов с ограниченной в имной растворимостью.Наиболее близким к предлаг по технической сущности и дос емому эфФекту является способ ки давлением с нагревом разно материалов, согласно которому няеьаяе детали устанавливают в кой оправке с вылетом, нагревают и сдавливают, а сварку прекращают после окончания совместной пластической деформации деталей 2 .Недостаток известного способа низкое качество сварки.Цель изобретения - повышение качества сварки.Поставленная цель дотем, что согласно спосо лением с нагревом разнородных материалов, при котором соединяемые дета-, ли устанавливают в жесткой оправке с вылетом, нагревают и сдавливают, а сварку прекращают после окончания совместной пластической деформации деталей, вылет свариваеьнх деталей устанавливают равным 0,2-0,75 их диаметра, причем вылет каждой детали обратно пропорционален пределу текучести их материалов при температуре сварки.Способ осуществляют следующим образом. ФПодготовленные к сварке соединяемые детали иэ разнородных материалов устанавливают в жесткой оправке с вылетом, равным 0,2-0,75 их диаметра, причем вылет каждой детали устанавливают обратно пропорционально пределу текучести их материалов, Оправку со свариваеьнми деталями устанавливают в вакуумную камеру, создают в ней вакуум, детали нагревают до температуры сварки и сдавливают. Сварку прекращают после окончания совместной пластической деформации деталей.При сварке деталей иэ разнородных материалов в условиях свободного де1000201 10 15 танавливают в вакуумную камеру, рпри достижении вакуума 10 - 1(Гамм.рт.ст свариваемые детали нагревают дотемпературы 650 С, равной 0,6 температуры образования интерметаллидов длясвариваемых металлов, и сдавливаютусилием 20 кгс/мм в течение 1 мин,превышающим предел текучести свариваемых металлов при температуресварки. Сварку прекращают после окон 2 э5 чания совместной пластической деформации. Конец пластической деформацииопределяют по остановке штока гидроилиндра, создающего давление на сваиваемых образцах.Испытания показывают повышение механической прочности соединения до46 кгс/ммаИспользование изобретения позволитповысить качество сварки и даст экономических эффект более 150 тыс. руб.Формула изобретенияСпособ сварки давлением с нагре-вом разнородных материалов, при котором соединяемые детали устанавливают в жесткой оправке с вылетом,40 нагревают и сдавливают, а сваркупрекращают после окончания совместной пластической деформации деталей,отличающийся тем, что,с целью повышения качества сварки.,45 вылет свариваемых деталей устанавливают равным 0,2 - 0,75 их диаметра,причем вылет детали обратно пропорционален пределу текучести их материалов при температуре сварки.50 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 404588, кл. В 23 К 20/00, 04.10.722. Авторское свидетельство СССРР 183041, кл. В 23 К 20/00, 24.11.62Заказ 1232/11 Тираж 1104 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5ул. Проектная, 4 формирования наблюдаются две стадиицикла сварки.На первой стадии под действиемдавления при температуре сваркипроисходит течение более пластичногометалла по поверхности менее пластичного, при этом, образуется физиМеский контакт. При температуре свар,киТб =650 С ) в процессе деформациипластичный металл упрочняется в зонестыка. Когда прочность обоих металловвыравнивается, начинается совместнаяпластическая деформация.После первой стадии контактная поверхность сохраняет исходную форму.Время же включения в деформацию менее пластичного металла зависит отразличия прочностных свойств свариваемых металлов, соотношения, свободйого вылета и склонности металлов кдеформационнму упрочнению. В процессе совместной пластическойдеформацииконтактная поверхность из плоской. преобразуется в сферическую, с выпуклостью в сторону более пластичного металла. Этот переход от плоскойповерхности к сферической являетсясвидетельством совместной пластической деформации, что повышает качествосварного соединения.При установке свариваеьых деталейс вылетом меньшим или большим указанного предела качество сварки ухудшается, что установлено экспериментальным путем,П р и м е р . Сваривают титанВТ 1-0 со сталями 2 х 13 и .4 х 13 беэ промежуточных прослоек. Перед сваркойдетали подвергают механической обработке, обезжириванию и химическому,травлению в соответствующих травителях.После этого свариваемые деталиустанавливают в жесткую оправку,изготовленную под вполне определенный типоразмер деталей. Обе свариваемые детали в зоне сварки имеютсвободный вылет, который выбирают взависимости от диаметра свариваемыхдеталей, свойств материала и определяют следующим образом.При сварке деталей титана ВТ 1-0со сталью 4 х 13 диаметром 10 мм свободный. вылет деталей в зоне их соединения равен 2 - 7,5 мм.Пределы текучести при температуресварки 650 С укаэанных материалов:ВТ 1-0 1=8 кгс/ммР 2.4 Х 13 Я= 12 кгс/мм филиал ППП "Патент", г. Ужгород,Обозначив вылет титана ВТ 1-0 через К, а вылет стали 4 Х 13 через , определяют соотношение этих величин Ь 12е, Я, - +При общем вылете 7 мм 84 =4,2 мм, а 3 = 2,8 мм. Общий вылет может меняться в указанных выше пределах,но при этом должно соблюдаться соотношениеЪ2После установки свободного вылета оправку со свариваемыми деталями ус