Способ сварки давлением с подогревом

бл ОБРЕ ДВТяЛЬСТВУ АВТОРСКОМ0 исоедяяеяяем заявкн Государстееннмй кемнтет Совета Мнннстрев СССР не делам наобретеннй н открытей(72) Авторы язобретеняв С Керьковову Ве Эа Т А. П. Терновский, и С. С. Замидчеи кий Московский вечерний мет(7) Заввяте гический институт 4) СПОСОБ СВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ С ПОДОГРЕВО области сварки и машиностроении,ии и гих от туру (как правило, ультрамелкое зерно). При других условиях (температуре, скорости дефор.мирования, крупном зерне и т. д.), когда эффект сверхпластичности не проявляется или проявляется только частично, в материалв заметно развиваются процессы деформационного упрочнения, Поскольку при сварке давле.иием в первую очередь деформируются микро- выступы пбверхности, это значительно затрудняет формирование физического контакта и удлиняет первую стадию формирования соединения. В результате общая длительность свар.ки возрастает, увеличивается деформирующее усилие и объемная деформация деталей, что в свою очередь приводит к необходимости увеличения припусков на обработку и к удорожанию изделия,Целью изобретения является повышениепроизводительности, снижение деформирующего усилия, а также экономия материала за счет уменьшения необходимой объемной дефор. мации деталей.Для этого.по предлагаемому способу принудительно, поддерживаемую скорость деформирования в процессе сварки периодически изме.няют по величине и по знаку, а также скорость принудительного реформирования периодически уменьшают до нуля, а в периоды остановки Изобретение относится кможет быть использовано вавиастроении, приборостроен друраслях промышленности.В известных процессах сварки давлением с подогревом при постоянной или циклически изменяющейся нагрузке скорость деформирования (скорость ползучести) материала является структурно-зависимой величиной. В связи с этим структурная неоднородность материала всегда приводит к нарушению стабильности ка п чества сварного соединения прн постоянных параметрах процесса 1.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ сварки давлением с подогревом, при котором скорость де- ев формирования задают принудительно (2.Применение такого способа сварки связано с проявлением эффекта сверхпластнчности, что позволяет использовать активированное со. стояние поликрнсталлнческих агрегатов и резкое снижение сопротивления металла пластической деформации.Однако сверхпластичное состояние реализуется в весьма узком диапазоне температур и скоростей деформнрования для ограниченного числа материалов, имеющих особую струкг, фф файфдеформирования нагрузку снимают частичноили полностью,На фиг. 1 представлена схема периодического уменьшения скорости принудительного деформирования; на фиг. 2 - схема периодического уменьшения скорости деформирования донуля.В периоды деформирования с пониженнойскоростью 1 фиг. 1) или в периоды полной остановки (фиг. 2) темп накопления структурныхдефектов или существенно снижается (фиг. 1),или полностью приостанавливается. В эти пе.риоды преобладают,релаксационные процессы.В последнем случае после каждой очередной остановки-нагрузка может быть частичноили полностью снята. Это такте облегчаетпротекание релаксационных процессов эа время остановки и снижает усилие в последующем цикле активного деформирования.Величину пониженной скорости, длительность деформирования с пониженной скоростьюили время полной остановки, а также степеньразгружения после остановки выбирают такимобразом, чтобы релаксационные процессы в деформируемых микровыступах, поверхностиконтакта прошли наиболее полно при данныхусловиях (температура, скорость сварки, чистота поверхности, тио материала и др.), а время сварки и объемная деформация деталей были бы манимальными.Возможно также применение сварочного цикла, при котором деформнрование сжатиемпосле остановки и разгруження до нуля заменяют деформирование растяжением, не доводя, однако, образовавшееся соединение до разрушения. За счет изменения знака действую;щих при деформировании напряжений релаксационные процессы проходят более плотно (эф.фект Баушингера), и деформироваиие микровыстуяов на контактной поверхности в,очередномцикле сжатия происходит при меньшем уровненапряжений.По преп загаемому способу проводилась сварка образцов из титанового сплава ВТб. Сварку выполняли в вакууме на универсальной испытательной машине типа Инстрон 1195 э, специально приспособленной для этих целей, Процесс вели с периодическими остановками деформирования и практически полным раэгружением образцов во время остановок,Режим сварки: температура 9 бОС+ 1 ОС,скорость активного деформирования 0,5 мм/минфифа/ю (,н ",.//./ Уувему периода активного деформирования 5 сек,время остановки 10 сек, число циклов деформирования 15. Сварное соединение, практически равнопрочное основному материалу (отно,- сительная величина ударной вязкости а=0,95ф было полученб при объемной деформации около 2% за 38 мин.Ударная вязкость образцов, сваренных поизвестному способу при непрерывном деформнровании с постоянной скоростью (температу ра, скорость сварки и время сварки те же) оказалось на уровне 0,5 от основного материала.При этом объемная деформация составила около 7%, а деформирующее усилие к концупроцесса сварки оказалось на 12% выше деформирующего усилия при сварке по предла 1 гаемому способу.Способ позволяет повысить производитель.ность, снизить энергоэатраты и расход метал.ла,Формула изобретения1. Способ сварки давлением с подогревом,при котором скорость деформирования задают Зб принудительно, отличающийся тем, что,с целью повышения производительности, снижения деформирующего усилия, а также экономии материала за счет уменьшения объемнойдеформации деталей, принудительно поддержи ваемую скорость деформирования в процессесварки периодически изменяют по величине ипо знаку.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что,скорость принудительного деформирования периодически уменьшают до нуля. у 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, чтов периоды прекращения деформирования нагрузку частично снимают.4, Способ по п. 2, отличающийся тем, чтов периоды прекращения деформирования нагрузку снимают полностью.4 ф Источники информации, принятые во вни-.мание при экспертизе:1. Караказов Э. С. Соединение металлотвердой фазе. М., 197 б, с, 214 - 221.2. Шоршоров М. Х. и др. Сварка титано-вых сплавов ОТ 4, ВТ 6 и ВТ 5 в твердом состоянии в режиме сверхпластичности, Сварочноепроизводство,10, 1975.