Способ сварки давлением

Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 05.04.78. Бюллетень1 судерствеиныи комит света Министров ССС 621.791.12(088,8) 53 оо аелам изобретеии е открытийвдокимов,71) Заявитель скии политехническии инсти) СПОСОБ СВАРК ВЛЕНИЕ сварке, а имен- деталей сваркой Однако рифленая позе позволяет увеличить сцеп поверхностью свариваемых мым ограничить зону деф шить усилие сдавливания Известный слособ не об прочности сварного соедин ления рабочей поверхност зерхностью деталей недос чения большого гидростат Целью изобретения яв прочности сварного соеди личения гидростатич еского деформации.рхность пуансонов ленские пуансонов с деталей и тем саормации и умень- поверхностей.еспечивает высокой ения, так как сцепи пуансонов с чотаточно для полуического давления. ляется повышение нения за счет узедавления з очаге Изобретение относится кно к способам соединениядавлением.Известен способ холодной сварки деталей давлением внахлестку, осуществляемый за счет деформации сдавливаемых деталей и прилегающих к ним слоев металла пуансонами, причем гидростатическое дазленне в зоне деформации увеличивают путем удругого илп пластичного сжатия зон, прилегающих к сварному шву 1.Известен способ сварки деталей давлением с пластической деформацией сдавливаемых поверхностей деталей пуансонами, рабочую поверхность которых выполняют рифленой 9 Ь казанная цель достигается тем, что раоочие поверхности пуансоноз и контактирующие с ними поверхности деталей перед сдав- ливанцем обезжирпзают и пакрывают порошком из окисла сзариваемого металла, не снижающим коэффициент трения деформируемого металла о поверхность пуансона, При этом нх располагают таким образом, чтобы рнфления были налразлены поперек течения деформируемого металла.Степень рифления поверхности пуансоновзависит от толщины сварнзаемых деталей.При сварке изделий с деформированием обезжиренным инструментом очаг деформации по 15 сравнению с деформированием инструментом,смазанным каким-либо жиром, увеличивается за счет повышения на контактных праницах коэффициента трения до предельного значения (т. = т среза материала). Повышение 20 коэффициента трения происходит за счет приварки части поверхности деформпруемого металла к инструменту. Предельное трение не зависит от шероховатости инструмента, так как прпконтактный слой деформируемого ма- Ж териала прилипает к его поверхности. С увеличением размероз очага деформации растет и площадь созместно растекаемых свариваемых позерхностей, а следовательно, и относительная величина растекаемостп, ,1 ля призсЗ 0 денпя в пластическое состояние оольшей мас5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 б 0 сы металла ." оольшим коэффициентом трения на контытных границах требуется большее удельное усилие лефэрмнрозания, т, е. большее усилие сдавлизания растекаемых позерхностей. А это вызывает более раннее схватывание леформируемых изделий и на большей площади, что призодит к значительному повышению прочности сварного шва.Таким образом, при холодной сварке давлеь 1 ием .Внахлсст д;1 я уВеличения про"ности основногэ сварного шва создаются иокусственно дзе дополнительные зоны схватывания (сварки) по обе стороны от основного шва, Однако при разъеме штампа после леформирования излелий дополнительные зоны сварки разрушаются после приложения к ним определенных растяглвающих напряжений, которые частично разру 1 шают основной сварной шов. В этом случае остаточная прочность основного сварного шва зависит от прочности приварки металла к ннсгрументу.Такое побочное явление устраняется благодаря введению в зону контакта обезжиренного мелкого порошка (например, из окисла того же дефэрьИруемого металла), не снижающего коэффициент трения металла об инструмент. Деформируемый металл, растекаясь по поверхнссти инструмента, приваривается к частицам этого порошка.К инсгрумснту частицы порошка призарнться не мОгут, так как О:и пласт 11 чеоки не деформируются при давлениях дефотмации (из- ЗЕСтНО, Что ПРЭчНОСтЬ ОнГела Мата:1 Ла ПРНМЕР- но з 4 раза оэльше прочности самого металла) и не разрушаэтся вследстзие небольших размероз, При разъеме штампа растягивающих напряжений, действующих на основной шоз, нет и прочность шва не изменяется. Однако, если поверхность инструмента огполировать или отшлифовать, направив рифления вдоль течения металла, сварка деформирусмого металла с частицами порошка не,даст положительного эффекта, так как приваренные частицы будут перемещаться по поверхности инструмента, не создавая предельного состояния грения.Совокудный эффект дополнительной сварки с легким разъемом без разрушения основного шва можно достигнуть, лишь сделав поверхность инструмента рифленой 1, рифления которой направлены поперек течения металла (т. е. почти перпендикулярно лвижению поверхносгного потока деформируемого материала),Рифленая поверхность инструмента, как и леформируемая поверхность излелия, должны быть предварительно обезжирены. Иначе частицы порошка, проворачиваясь в углублениях рифлений, не приварятся к изделию.По предлагаемому способу сварки был проведен эксперимент на герметизированных капсулах с фланцем, изготовленных из алюминиевых сплавоз АДО, АД 1 и Д 1. Толщиа фланца корпуса и крышки 0,5 и 0,8 мя соответственно. Сзаризаемые поверхности зачпщены прэкализанием изделий в печи при тем,пературе 400 С в течение 30 лгин. Сравнизались два варианта:1) пуансоны полированные и смазанные машинным маслом;2) пуансоны с рифлениями 1 т 4), обезж:1- ренные и припулренные порошком окиси алюмния.В сзариваемьш корпус ставлялн штуцер и после аварки проверяли прочность шва давлением изнутри, путем подачи в капсулу возл 1 - ха от компрессора,Испытания показали, что прочность шза во втором варианте составляла 6 в атм против 1,5 - 2 ати в первом, Это соотношение сохранялось и при сварке капсул с различной толщиной материала.Кроме того, в первом варианте давление сжатия для детали из АД 1 составляло 50 - 60 кг/,цл, во втором варианте 80 - 90 кгт 2 прн стспенлеформаци 14 88,о.Таким образом, нри увеличении гидростатического давления з зоне сварки з 1,5 раза прочность сварного шва увеличилась в 4 - б раз без усложнения способа сварки и без изменения объема вытесняемого металла. Применение предлагаемого способа в произволстзе позволит расширить диапазон свариваемых излелВй и материалов и повысить произзолнтельность тр.ла.Формула изобретенияСпосОО сварки давлением, преимицествен. но холодной сварки внахлесгку, с пластической деформацией сдавлизаемых поверхностей деталей пуансо 1 нами, рабочую поверхность которых выполняют рифленой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности сварного соединения за счет увеличения гидростатического давления в очаге деформации, рабочие поверхности нуа;сонов и контактирующие с ними поверхности деталей перед сдавлизаниез обезжиривают и покрывают порошком из окисла свариваемого металла, не снижающим коэффициент трения деформируемого металла о поверхность пуансонов, которые располагают таким образом, чтобы рифления их рабочих поверхностей были направлены поперек течения деформируемого металла.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, И, Б, Баранов. Холодная сварка пластичных металлов. Л Чашиносгроение, 1969 г с, 40, рис. 11.