Способ инерционой сварки трением

(39 23 К 20 12 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВУ М 32.В. Литвин, Дышленкоордена Трудо- и институт элек- атона 9 3235165,966.4129241,978 (прототип).РЦИОННОЙ СВАРКИнагрев зоны Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ, СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ РСКОМУ СВИДЕТ 1) 3426606/25-272) 22 "04. 826) 30.08.83. Бюл.(71) Ордена Ленинаного Красного Знаметросварки им. Е;О..щающимися массамй при прилоаенииосевой нагрузки; которую при заданных условиях увеличйвают, о т л ич а ю щ и й с я тем, ч.щ с цельюэкономии материала, снижйщя трудозатрат при разработке технологиии повышения качества сварных соединений, в интервале времени, соответствующем установившемуся значениюмомента сил трения, измеряют величину момента сил трения, диереицируют полученный сигнал йри изменении знака .сигнала производной напротивоположный производят увеличение осевой нагрузки.Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при изготовлении деталей методом инерционной сварки трением.Известен способ инерционной сварки трением, прИ котором необходимаядля сваривания энергия накапливается во вращающемся маховикб, с последующим приложением этой энергии в . зоне сварки в сочетании с постоянным .осевым усилием 1,Однако применение постоянногопо величине осевого усилия приводит, к большому проценту брака, особеннопри сварке разноименных материаловс резко отличающимися,теплофизическими свойствами.. Известен также способ инерционной сварки трением, включающий нагрев зоны соединения энергией, запасенной вращающимися массами приприложении осевой нагрузки, которуюпри заданных условиях увеличивают.Увеличение осевой нагрузки производят, когда частота вращения в процессе сварки уменьшится и достигнет значения 250-50 об/мин 2 .Приложение проковочного усилия благоприятно сказывается на струн- туре и прочностных характеристиках свариваемого соединения. Однакомомент приложения .этого усилия играет существенную роль. Установлено, что при преждевременном переключении усилия появляются непровары в центральной части соединения в ре- зультате того, что металл в этомслучае не раэогрет по всей плоскостистыка. Запаздывание такого переключения приводит к чрезмерному выдавливанию в грат разогретого металла,к увеличению и перегреву зоны термического влияния и; как следствие,к снижению качества сварного соединения.В настоящее время скорость, прикоторой необходимо изменять осевоеусилие для каждой пары металлов, приинерционной сварке трением определяется экспериментальнымпутем,что при разработке технологии сварки и определении оптимальных режимов связано со значительными трудозатратами и стоимостью. Кроме того,различная подготовка поверхностей,наличие на них жировых пятен и окислов,часто приводит к браку сварных соединений при жесткой регламентации изменения осевого усилия по величине скорости вращения.Цель изобретения - снижение тру-, дозатрат, экономия материала при ,разработке технологии инерционнойсварки трением и повышение качествасварных соединений.Поставленная цель достигаетсятем, .что при инерционной сварке тре ниФи, включающей нагрев зоны соеди Фнения энергией, запасенной вращающимися массами при приложении осевойнагрузки, которую при заданных условиях увеличивают, в интервале времени, соответствующем установивше муся значению момента сил трения,измеряют величину момента сил трениядифференцируют полученный сигнали при изменении знака сигнала производной на противоположный произво 10 дят увеличение осевой нагрузки. На схеме приведена характернаядля инерционной сварки кривая изменения момента сил трения в стыке.Первый максимум М на кривой мр 5 мента и снижение его до установив-.шегося значения (фаза 1 связаны свозникновением контакта .между высту"пами поверхности, их деформацией,образованием и раэрФаением мостиков20 схватывания. Затем следует установившаяся фаза с, при которой происходит разогрев стыка по всему сечению.Фаза,Э характеризуется.возникновением второго максимума момента Му25 и спадом его до нулевого значения.В этой фазе происходит окончательное Формирование сварного соединения..Длительность каждой из перечисленных фаз зависит от сечения и теплофизических свойств свариваемых мате 0.риалов, а также от параметров .режи-,ма сварки. В зависимости от перечисленных факторов Фазыс,имогут, принимать соответственно.следующие значения: й = 0,050,4 с,35 с 2 = 0,630 с, й 3 = 0,54 с.1При фазе с,; момент сил тренияв стыке изменяет свое значение от 0до Ми затем .до .установившегосязначения, поэтому эту фазу необходи 40 мо исключить из измерений, так какданные измерениямогут внести помехи в управление процессом.Способ осуществляют следующимобразом.,45 Через 0,1-0,5 с после начала процесса инерционной сварки трениемпроизводят измерение момента,силтрения в стыке (время задержки сигнала определяется по осциллограммепри сварке контрольного образца ).0 Полученный сигнал дифференцируют. Вустановившейся фазе й 2 происходитнезначительное понижение момента исоответственно изменяется производная этого сигнала. В начале Фазы55 1 м мент сил трения в стыке резкоувеличивается, производная сигналаизменяет свой знак на противоположный, в это:время производят переключение усилия от Рдо Р 2 .60, Время приложения усилия Р регла-.ментируется изменением момента силтрения в стыке, который однозначноопределяет полную готовность. стыка5 к окончанию процесса сварки.е иьЗаказ 6106/15 е ав еи е ееавее юа юлю Еюаеаавююаюююю ь.Тираж 1106 Подписное ВНИИПИ Росударственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, З, Раушская наб., д. 4/5й ю филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4,П р:и м е р, Проводится инерци- рационного усилителя К 140 УД 6 у пода.онная сварка трением стали ЭИется на вход нуль-органа, выполнен- (45 ХМН 14 В 2 М )со сталью 40 х на уста- ноГо на базе двухвходового компарановке СТ, диаметры свариваемых тора. Когда напряжение на выходе заготовок 18 мк. Режим сйарки: час- дифференциатора изменяет свой знак, тота вращения 261 об/с Момент инер компаратор переключается и выдает ции маховика 0,6 кг/мф, усилие сигнал на,переключение осевого уси-15.кН, усилие Р, 50 кЙ. Измерение лия от Р 15 кН на Р 5 Ч кВ.момента производится с помощью балки с установленными на ней тензомет-: Использование предлагаемого сцорическими датчиками, закрепленной на Ю соба инерционной сварки трением неподвижном образце. Полученный сиг-, , по сравнению с .базовым, реалиэован.:нал с тензометрических датчиковньв в машинах СТи СТ, обеспосле задержки на 0,2 с,(для этой: це; ,печивает зкономию материалов и соли используется реле времени ВЛ) .кращение трудозатрат при разработке .дифференцируется с помощью дифферен- ц технологии, улучшение качества и циатора, выполненного на базе.опе-стабильности сварных соединений.