Способ сварки трением

Союз Советскик Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ОИЗЬСТВУ(51) М. Кл.з В 23 К 20/12 Гасударственные коинтет СССР яа амви изабретення я еткрвняя(5 З) ЮВ 621.791, . 014 (088. 8) Дата сеубликования описания 2 30 2.81 са .(72) Лвторн изобретения Р.Н.Болдырев и В,П,Воинов Челя бинс кий поли техничес кий ин ститут ии конструкторско-технологический инсти уи механизации автомобилестроен оолаии(54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИ ч н соб сварки тре с массивной ое отверстие,рительно ввин глухое отверали 2, резьбо ю оправку 4, стык 6 свар 7 деталей уп ьжения. Предлагаемыйся,следующим об тсоб осущес м. Изобретение относится к сваркеметаллов трением.Известны способы сварки трениемтрубы и сплошной детали с цилнндриеским углублением, диаметр которойе превышает среднего диаметра сечения трубы, при котором происходитпринудительное формирование соединения по форме конуса 1),Недостатком способа, особеннопри сварке тонкостенных труб, является малые усилия, формирующие стык,вследствие пониженной жесткости трубв радиальном направлении. Для компенсации пониженной. жесткости повышаютскорость и величину осадки в процессе сварки, вто ведет к излишнемурасходу металла, но не может существенно улучшить качествосварного соединения.Известен также спонием трубчатой деталидеталью, имеющей глухв дно которого предвачивается шпилька 2).Недостатком известного способа,является невозможность приварки кмассивной детали тонкостенных труби труб большого диаметра, у которыхграт не формируется в корпус. Кроме того,произ водител ьн ость коническойФормы грата не позволяет достаточноуверенно произвести его обжимку-проковку в течение сварочного процесса.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения при приварке тонкостенных труб и труб большого диаметра путем принудительногоФормирования сварного стыка.Указанная цель достигается тем,что в глухое отверстие массивной детали помещают конусную оправку, которая в процессе сварки основаниемконуса приваривается к торцу шпильки,а боковой поверхностью - к внутрен.ней поверхности сварного стыка, образуемого трубой и массивной деталью.На фиг.1 показана схема расположения деталей до сварки по предла О гаемому способу 1 на фиг,2 - то же,после сварки.Схема содержиТ стие1 в массивной дет вуюшпильку 3, нонусну тонкостенную трубу 5, ногосоединения и стык орного подшипника скол806322 ВНИИПИ каз 124 Перед сваркой в дно ГлухОГО От- верстия 1 детали 2 соосно вворачивают резьбовую шпильку 3 и устанавливают коническую оправку 4, основанием конуса упирающуюся в торец шпильки 3. Затем начинают процесс сварки трением обычным путем. Вращающаяся тонкостенная труба 5, взаимодействуя с массивной деталью 2, начин ает принудительно формировать сварной стык по конусной поверхности б. В результате взаимодействия грата трубы 5 и конусной оправки 4, последняя начинает вращаться с такой же, как и труба 5 скоростью. Силы трения, возникающие между дном оправки 4 и торцом резьбовой шпильки 3, приводят к ее вывинчиванию по мере удаленйя разогретого пластичного металла в стыке 7,работающем как упорный подшипник скольжения с металлической смазкой. Постоянное усилие обжатия конусной оправки 4 сварного стыка б обеспечивается эа счет усилия, соз - даваемого резьбой шпильки 3 при постоянной скорости ее износа.Оправка 4 имеет Обратный конус, который запирает грат, производя эффективную обжимку за счет осевого усилия от шпильки, в то время как сама конусная оправка относительно грата и самой трубы не вращается, т.е. вращается вместе с трубой за счет заклиненного в ней грата.П р и м е р 1. Сварные соединения получают при сварке образцов карданного вала УАЗ на полуавтомате ПСТ-КВ. Приваривается труба, диаметром 50 х 2,5 мм. Диаметр отверстия в концевой детали равен 47,5 мм, а диаметр наружного цилиндра конусной оправки - 43 мм. Угол конуса оправоки составляет 15. Используется шпилька Мб, рабочий шпиндель вращаетс я со скоростью 2000 об/мин, давление при нагреве равно 8 кг/мм, а давление при проковке - 14 кг/мм , Осевое илиал ППП "Патент", г. перемещение трубы при сварке составляет 8 мм,Сварка по предлагаемому способуулучшает структуры соединения засчет обжимки-проковки и повышениятеплоотвода за счет контакта грататрубы 5 с оправкой 4, Кроме того,при сварке тонкостенных труб в околошовной зоне соединения, являющейся по существу наиболее опасной вусловиях приложения динамических ициклических нагрузок, наблюдаетсязаметное увеличение толщины стенкитрубы, причем не за счет металлаграта, а за счет основного металла,осаженного под давлением в конусную15 форму. В результате этого повышаетсяциклическая прочность не только сварНОГО СОЕДИНЕНИЯ, НО И ВСЕГО ИЗДЕЛИЯ. 20 Формула изобретения Способ сварки трением трубчатойдетали с массивной деталью имеющейглухое отверстие, в дно котороговвинчивается шпилька, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединенияпри приварке тонкостенных труб итруб большого диаметра путем принудительного формирования сварного стыка, в глухое отверстие массивной детали помещают конусную оправку, которая в процессе сварки основанием конуса приваривается к торцу шпильки,а боковой поверхностью - к внутреннейповерхности сварного стыка образуемого трубой и массивной деталью,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР40 по заявке Ф 2515877/25-27,кл. В 23 К 19/02, 1977,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2617409/25-27,кл. В 23 К 19/О 2, 1978. Тираж 1159 Подписно город, ул, Проектная,4