Способ инерционной сварки трением

СОЮЗ СОВЕТСКИХОаичнлюеснипРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРСКОМ ЕТЕЛЬСТВУ тта ах ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Ленина и ордена ТрудовогоКрасного Знамени институт электросваркиим. Е. О. Патона(54) (57) СПОСОБ ИНЕРЦИОННОЙ.СВАРКИ ТРЕНИЕМ, включающий нагревзоны соединения свариваемых деталей энер.ЯО 1113229 А гией, запасенной вращающимся маховиком, при приложении осевого усилия Р, обеспечивающего осадку при нагреве, и переключение усилия с Р, на Р в момент достижения скоростью вращения маховика значения 250-500 об/мин, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, экономии материала и расширения технологических возможностей машин для инерционной сварки трением, задают скорость осадки при нагреве, не превышающую 2 мм/с, усилие Р 1 выдерживают постоянным и равным Р, до достижения скоростью осадки заданного значения, после чего усилие Р, снижают, поддерживая скорость осадки постоянной до переключения усилия с Р на Рд.1113229 О 2 а 25 За 35 Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при изго. товлении деталей методом инерционной сварки трением.Известен способ инерционной сварки трением, при котором энергия, запасенная во вращающемся маховике, выделяется в зоне сварки при постоянном осевом уси-лии 111,Однако применение постоянного по величине усилия приводит к большому проценту брака, особенно при сварке разноименных, материалов с резко отличающимися теплофизическими. свойствами.Известен способ инерционной сварки трением, .включающий нагрев зоны соединения свариваемых деталей энергией, запасенной вращающимся маховиком при приложении осевого усилия Р, обеспечи вающего осадку при нагреве и переключение усилия с Р, на Рв момент достижения скоростью вращения маховика значения 250-500 об/мин 121.Приложение проковочного усилия Р благоприятно. сказывается на структуре и. прочностных характеристиках сварного соединения. Это происходит прежде всего потому, что при приложении повышенного ,усилия Р происходит резкое увеличение ,скорости осадки в период формирования сварного соединения. Эта скорость оказывает большое влияние на качество сварного соединения, особенно при сварке материалов с различными теплофизи:ескими свойствами, например быстрорежущей стали с конструкционной. Однако при этом способе сварки скорость осадки в период формирования сварного соединения сравнительно невысока, что является причиной возникновения брака, Кроме того, усилие Р при этом способе сварки достаточно велико и ограничивает максимальный диаметр свариваемых заготовок для каждой конкретной сварочной машины.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения, экономия материала и расширение технологических возможностей машин для инерционной сварки трением.Поставленная цель достигается тем, что при инерционной сварке трением; включающей нагрея зоны соединения свариваемых деталей энергией, запасенной вращающимся маховиком, при приложении осевого усилия Р обеспечивающего осадку при нагреве, и переключение усилия с Р, на Р. ,в момент достижения скоростью вращения маховика значения 250-500 об/мин, залают скорость осадки при нагреве, не пре-, вышающую 2 мм/с, усилие Р, выдерживают постоянным, равным Р до достижения скоростью осалки заланного значения, пос ле чего усилие Р снижают, поддерживая, скорость осалки постоянной до переключе: ния усилия с Р на Рс,На чертеже приведены кривые изменения скорости осалки - К, яеличины осадки - 61, осевого усилия - Р и скорости вращения шпинделя - п.Прн инерционной сварке с применением постоянного давления скорость осадки постоянно растет (в отличии от обычной, неинерционной сварки, при которой скорость осадки в установившемся режиме постоянна) Осевое усилие Р, выдерживается по,стоянным, равным Р,до момента времени 1 при котором скорость осадки достигает установленного значения У,д. Это значение на основании проведенных исследо-. ваний рекомендуется выбирать не выше 2 мм/с. В противном случае способ не даетощутимого эффекта. Точное значение заЮ н даннои скорости осадки для каждои пары свариваемых мат".риалов определяется экспериментально. В момент времени 1, соответствующий достижению скорости осадки значения У,. начинается снижение давления Рот Р,либо по заданной программе. либо с помощью обратной связи по скорости осадки, таким образом, что скорость осадки остается постоянной; равной Уо.мд. В момент времени 1, при достижении скорости вращения одной из свариваемых заготовок значения 250-500 об/мин, или при достижении момента сил грения второго максимума происходит переключение осевого усилия с Р, на Р. При этом резко увеличивается скорость осадки до значения 7 .и происходит формирование сварного соединенйя. 4 аПример. Производится инерционнаясварка трением быстрорежу щей стали Р 6 М 5 со сталью 45 на машине СТ1 диаметры свариваемых заготовок 17 мм. Режим сварки: частота вращения 275 с 45 момент инерции вращающихся частей ма.шины 0,6 кг м, усилие Р=25 кН, усилие Р, =40 кН, заданная скорость осадки К.=1,5 мм/с. При этом суммарная осадка составляет Ьсуи=6,4 мм скорость осадки в период формирования сварного соеди 5 а пения у.,= 4,8 мм/с.При инерционной сварке трением попредлагаемому способу большая часть тепла идет на нагрев глубинных слоев металла свариваемых образцов, чем при инер ционной сварке известным способом. Приприложении усилий Рд происходит быстрое выдавливание глубоко прогретого металла, что обеспечивает высокую скорость осадки, которая способствует увеличению3229 3 Составитель И. Федияа Редактор Н. Гораат Техред И. ВересКорректор В. Вутюг Заика 6194/ 2 тараи 636 Подислое ВНИИПИГосударстаеяяого комитета СССР яо девам язобретеяий и открытий 113036, Москва, Ж - 35, Рауаскаи иаб., д, 4/ Филиал ППП Патеят, т. Уатород, ул. Проектиаи, 4.диаметра провара, т.е, позволяет искл 1 очить непровары по периферии стыка,Предлагаемы способ наиболее эффективен при сварке материалов с различными теплофизическими свойствамй, нЗйример жаропрочной илн.; быстрорежушей стали с конструкциониой сталыб потому, что в этом случае важно нсключ 1 пъ ненроварм но ае ,риферии стыка.