Способ контроля процесса сварки давлением с подогревом с принудительным деформированием

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 д) В 23 К 20/14 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСНОИУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Р 6в, В, Е, ТарлавскийИсаев, В.Г. Панаейчерний металлурги 88.8 )свидетельство СССР К гО/ОО,идетельство ССС К 20/00,нала. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 21) 3568127/25-27)1 778972, кл. В 2302.01.792. Авторское свР 766791, кл. В 207.09.79,.,80,1088902 54)57 ) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССАСВАРКИ ДАВЛЕНИЕМ С ПОДОГРЕВОМ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ДЕфОРМИРОВАНИЕМ по величине сопротивления деформации свариваемых материалов, которую сравнивают с эталлоной, о т л и ч а ю щ ис я тем, что, с целью обеспечениявоэможности контроля при сварке через промежуточную прокладку из дисперсных металлических порошков сразмерами частиц менее 10 мкм, в качестве эталлоной используют величинусопротивления сверхпластической деформаыИи промежуточной прокладки изсоответствующего компактного мате1088902 Изобретение относится к сварке,давлением с подогревом, в частностик способам контроля процесса сварки.Известен способ контроля качествасоединений при сваркедавлением, прикотором измеряют максимальное значение силы сопротивления однооснойдеформации деталей и при снижениисилы сопротивления до 0,25-0,50 еемаксимального значения сварку прек Оращают1 1,Недостатками способа являетсянакопление микроскопической пластической деформации в процессе контроля(как на стадии повьаеиия силы сопротивления до максимального значения, так и на стадии снижения ее величины), а также непригодность способа для контроля процесса сваркичерез промежуточные прокладки, когдапластическая деформация свариваемыхматериалов минимальна нли отсутствует.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является способ контроля25процесса сварки давлением с подогревом с принудительным деформированиемпо величине сопротивления деформациисвариваемых материалов, которую сравнивают с эталонной 1 2 1 .ЗОНедостатком способа является егонепригодность для контроля процессасварки давлением через промежуточныепрокладки из дисперсных металлическихпорошков,Цель изобретения - обеспечение воз 15можности контроля при сварке черезпромежуточную прокладку из дисперсных металлических порошков с размером частиц менее 10 мкм.Поставленная цель достигается тем, 4 Очто в способе контроля процесса сварки давлением с подогревом с принудительным деформированием по величине сопротивления деформации свариваемых материалов, которую сравниваютс эталонной, в качестве эталоннойиспользуют величину сопротивлениясверхпластической деформации промежуточной прокладки из соответствующего компактного материала. 50На фиг.1 представлена зависимостьсопротивления пластической деформациипрессуемого порошка прокладки (Рп )и компактного материала (Р 1) от величины деформации; на фиг.2 - зависимость прочности соединения при сварке через промежуточную прокладкуЯ и ) и компактного материала 4 ) . 2Способ осуществляют следующим образом.Исходную промежуточную прокладку необходимых размеров с плотностью порядка 503 и прочностью, предотвращающей разрушение, получают предварительным холодным прессованием дисперсного порошка с размером частиц менее 1- мкм свариваемого или другого материала.Затем прокладку помещают между соединяемыми поверхностями и после нагрева осуществляют по схеме прину-. дительного деформирования совместное горячее прессование прокладки и сварку иэделия при температурно-скоростных условиях деформирования, соответствующих сверхпластической деформации компактного материала, иэ которого изготовлен порошок.Контроль процесса формирования прокладки выполняют по диаграмме Р 11 -Е фиг.1), т.е. по величине сопротивления пластической деформации прессуемого порошка прокладки, и сравнивают с эталонной диаграммой сверхпластической деформации соответствуницего компактного материала Р -при данных условиях деформировапия.1В процессе горячее прессование - сварка растет плотность порошковой прокладки, уменьшается пористость, механические свойства приближаются к аиалогичным свойствам компактного сверхпластического материала (Фиг.1, участок 1). При этом напряжения течения Р 1 возникающие в прокладке из прессуемого порошка, меньше, чем в компактном сверхпластичном материале Р и свариваемом материале Р при аналогичных термодеформационнЬас режимах обработки, Это позволяет исключить или значительно ограничить объемную пластическую деформацию свариваемых деталей. В точке 5 в прокладке проявляются сверхпластические свойства соответствующего компактного материала, с этого момента и далее на участке ЙР 1=Р, что свидетельствует о завершений компактирования порошка прокладки. Прн этом работа прессования порошка до точки 5 меньше работы сверхпластической деформации компактного материала до точки 5 на величину, определяемую площадью ОР 5 БР, что способствует снижению энергозатрат.1088 3Одновременно формируется соедине-.ние между материалом прокладки и свариваемыми деталями и растет его прочность (фиг.2, участок 1), Высокая активность металлического порошка способствует интенсивному схватываниюи образованию прочных металлическихсвязей в плоскости контакта свариваемой поверхности с прокладкой. Однако на участке 1 (Фиг.2 ) сварное соединение при испытаниях на растяжениеразрушается по материалу прокладки,причем разрушающее напряжениеЬменьше прочности соответствующегокомпактного сверхпластичного материала 6., . В точке 5 и далее научастке Й (фиг.2) достигается равнопрочность материала прокладки и компактного сверхпластпчного материала, т.е.: 6 б . ДальнейшеерОпринудительное деформирование нецелесообразно и процесс прекраща".ют. Так как максимальные значенияи и п Равные РВ и З ф достигаются одновременно при степени 5деформацию Я (фиг.и 2 ), то, контролируя процесс горячее прессованиесварка по диаграмме Р- Я, можновсегда определить точку , соответствующую достижению сверхпластическо-. ЗОго состояния в материале порошковойпрокладки и свидетельствующую о завершении формирования сварного соединения,З 5П р и м е р. Проводят контроль про"цесса сварки давлением образцов изкрупнозернистого никеля НП 2 черезпромежуточную прокладку из порошка 902 . 4злектролитического никеля ПНЭс размером частиц (1 О мкм, Предварительно прокладку прессуют при комнатной температуре со скоростью 20 мм/мин до усилия 100 МПа. Остаточная пористость порядка 503. Режим сварки с принудительным деформированием соответствует условиям сверх- пластической деформации компактного мелкозернистого никеля: температура 750 С скорость деформации (2"5) 10 с длительность процесса 5 мин. Процесс контролируют по диаграмме Р- Я . В момент окончания процесса напряжение течения составляет 30 МПа, что соответствует на эталонной кривой напрягжению сверхпластического течения никеля при данном режиме термодеформационной обработки, Получено сварное соединение с прочностью при растяжении 400-430 МПа, равной прочности компактного никеля после отжига при 750-800 С, Объемная пластическая деформация никеля НП 2 после сварки не превышает 0,4-0,7 Ж.Металлографические исследования . показывают, что в зоне соединения сформировалась общая граница, поры и несплошности отсутствуют, При сварке через сверхпластичную промежуточную прокладку из компактного никеля на данном режиме для получения равно- прочного соединения требуется объемная пластическая деформация никеляНП 2 4-57,.Использование изобретения по сравнению с прототипом, являющимся базовым объектом, позволяет сократить расход дефицитного материала.