Способ сварки трением

СООЭ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 114 В 23 К 20/1 ГОС ПО СПИ ИЗОБРЕТЕНИ Н ех оматиестроский титреАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Челябинский конструкторскнологический институт авти механизации в автомобили Челябинский политехничетут им. Ленинского комсомола(54)(57) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, прикотором свариваемые заготовки нагревают путем сообщения им относительного вращения при прижатии друг кдругу, а в конце нагрева осуществляют их торможение, обеспечиваяпри этом возрастание момента тренияв стыке до максимального значения,о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что,с целью повьппения прочности сварногосоединения, торможение осуществляютдо нулевой относительной скоростивращения заготовок, при достижениикоторой к одной из заготовок прикладывают крутящий момент, равный повеличине максимальному значениюмомента трения в стыке при торможении и противоположный ему по знаку.10 20 30 40 4 Я 50 55 Изобретение относится к сваркеметаллов трением,Цель изобретеция - повышение прочности снарцого соединения путемФормирования стыка по типу замкового соедтцлеция,На фиг,1 изображены графики изменения относительной скорости (оЭ)заготовок и момента н стыке (М) трения во времени (г.) н способе сваркитрением; на фиг,2 - возможный вариант схемы машины сварки трением дляреализации предлагаемого способа,на Фиг.3 - разрез А-Л ца фиг,2,Машина сварки трением содержиткорнус 1, приводной двигатель 2,вал которого посредством муфты 3сцепления соединен с рабочим шпицделем 4, В шпинделе 4 закреплена одна из свариваемых заготовок 5, адругая заготовка б закреплена неподвижно в зажиме корпуса 1, На валу шпинделя 4 жестко установлен элемент 7 тормоза, а сопряженный емуэлемент 8 тормоза размещен на подшипниках н корпусе 1 с возможностьюповорота относительно последнего,Пружина 9 установлена между двумяупорами, из которых один - 10 закреплен на элементе тормоза 8, адругой - 11 - ца корпусе 1, Позицией 12 обозначен стык соединениямежду заготовками 5 и 6,Способ осуществляют следующимобразом.После зажима заготовок 5 и 6приводят во вращение рабостий шпиндель 4, прижимая для нагрева сть 1 ка 12 заготовки друг к другу с усилием, Относительная скорость о.т заготовок при этом остается постояцной,а момент трения после достижениямакспервого максимального значения Мснижается до установившейся величины,После нагрева стыка 12 заготовок с помощью тормозных элементов 7 и 8 производят регламентированное торможение шпинделя 4, в результате чего момент трения увеличивается домакс второго максимального значения М В самом начале торможения фрикционный элемент 7 воздеиствует тормоз" ным моментом на Фрикционный элемент 8, который поворачивается вокруг оси и с помощью упора 10 сжимает пружину 9, которая имеет опору на упор 11 корпуса 1 машины. Таким образом, фрикционный элемент 8 совершает лишь ограниченныйповорот, не нарушая характеристик.торможения шпинделя, которые практически остаются такими же, как ипри торможеции ца "корпус 1, Параметры пружины 9 выбраны такими,что усилие сжатой пружины развиваетца шпинделе 4 крутящий момент, равм аксныи М , Пружина 9 остается сжатой вплоть до окончания торможения,когда относительная скорость заготовок 5 и б становится равной нулю.Становятся равными нулю также инерционные силы шпицделя 4, которыесоздавали момент трения н стыке,Одцогтремецно пружина 9 через сцепленные фрикциоцные элементы 7 и 8передает крутящий момент М с нпротивоположную сторону, развитиямакссилы трения, равные Мл , противоположного знака, Стык 12 заготовокиспытывает незначительную деформацию, равную по величине деформации,получаемой в момент окончания инерционной сварки (или обычной сваркитрением без применения тормозныхустройств),В отличие от известных способовсварки в предлагаемом происходитсмена знаков моментов трения в стыке, в результате чего совокупностьзерен и частиц сплошности металластьпса ориентированы однородно иперемещаются навстречу дРуг другуформируя соединение по типу "замкового", что благоприятно сказываетсяна структуре и прочности сварногосоединения. Предлагаемая схема машины сварки трением для реализации способа це является единственной, Возможно в момент достиженит нулевой относительной скорости заготовок создавать крутящий момент в стыке М не с помощью пружины, а с помощью, например, дополнительных Фрикционных элементов, приложенных к рабочему шпинделю и стремящихся повер-нуть его в сторону, противоположную первоначальному вращению, или приложенных к неподвижной заготовке так, чтобы фрикционные элементы стремились повернуть ее н сторону началь" ной скорости вращения рабочего шпинделя.Предлагаемытт способ экспериментально опробован на машине сварки1197811 8 3 7 Составитель И,Фелици Техред А.Бойко едактор А.Ревин рректор Е,С аказ 7657/13 085 П твенного комитета СС бретений и открытий 5, Раушская наб д,Тир НИИПИ Госуисное по делам3035, Москва Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная трением типа МСТ. Параметры сварки: скорость рабочего шпинделя 2100 об/мин, давление нагрева 5 кгс/мм; давление проковки10 кгс/мм, время нагрева 2,2 с, время проковки 1,5 с, использовали заготовки ф 20 мм, сталь 20. Качество сварного соединения оценивали по величине ударной вязкости образцов в соответствии со стандартной методикой испытаний, Величина второго максимального момента трения в стыке М при торможенииИаэссоставляла 16,6 кгм (т.е. 3,4 величины установившегося момента в трения в стыке). Это значение было использовано для проверки способа с помощью дополнительных фрикционных элементов на рабочем шпинделеПри обычной сварке трением по предлагаемому способу ударная вязкость образцов была 20,4 кгм/см а при сварке без проковки,5 кгм/см,Результаты сравнительного экспе 1 О римента показывают, что предлагаемый способ не только улучшает качество сварных соединений, но иснижает требуемую величину проковочных усилий, Способ рекомендуетсяприменять на машинах сварки трением,предназначенных для ответственныхдеталей,