Способ сварки трением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 0% 011ш В 23 К 20/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ М,Ф СВИДЕ П:ХЗЬСТВУ(71) Производственное объединение ,"Челябинский тракторный завод им.иВ.И.Ленина и Челябинский филиал Научно-исследовательского института технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения (72) Л.С.Канель, В.И.Дыскин, О.Н.Меркурьев, Г.А.Горбунов и А."А.Исаев(56) Авторское свидетельство СССР В 967735, кл. В 23 К 20/12, 1984.Авторское свидетельство СССР У "1016119, кл. В 23 К 20/2, 1983.(54) (57) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ одновременно двух стыков, включающийустановку и закрепление свариваейыхдеталей в зажимах якорей и обоихторцов ротора, относительное вращение свариваемых деталей с одновременным приложением осевого усилия ипоследующую проковку, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения сварки и последующей термообработки сварного соединения вгерметичной камере с защитной средой, свариваемые торцы выполняютв виде прямого и обратного конусов;сопрягая которые центрируют роторотносительно якорей перед сообщением свариваемым деталям относи.тельного вращения.5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к сварке, а именно к способам сварки трением, преимущественно, сталей и сплавов с особыми физическими ствойствами, а также титановых, магниевых и других сплавов, требующих обязательной защитной среды при нагреве с целью получения удовлетворительного качества сварного соединения.Целью изобретения является обеспечение сварки и последующей термообработки сварного соединения в герметичной камере с защитной средой.На чертеже приведено устройство для реализации способа, разрез.Способ осуществляется следующим образом.Свариваемые детали 1 и 2 устанавливают и закрепляют в зажимных устройствах соответственно 3 и 4 ротора 5 осинхронного электродвигателя, установленного внутри камеры 6, выполненной в виде.цилиндрической втулки, при этом крышки7 и 8 камеры и якоря 9 и 10 электромагнита сняты. Во время установки и фиксации деталей 1 и 2 возможно последовательное осевое перемещение ротора 5 вправо или влево для удобства осуществлениях этих операций. Затем производят установку и закрепление деталей 11 и 12 в зажимных устройствах 13 и 14 якорей 9 и 10. Торцы пар деталей 1 и 11, 2 и 12 выполнены в виде прямого и обратного конусов. Якоря 9 и 10 с закрепленными деталями 11 и 12 поочередно вставляют внутрь камеры 6 и герметизируют ее крышками 7 и 8. Вылет деталей 1,2, 11, 12 и линейные размеры ротора 5 и якорей 9 и 1 О выбраны таким образом, чтобы при установке якорей и крышек 7 и 8 производилась предварительная центровка ротора 5. Камеру 6 в сборе с ротором 5, якорями 9 и 1 О, крышками 7 и 8 иустановленными парами свариваемых деталей 1 и 11, 2 и 12 закрепляют , на магнитопроводе 15, при этом ротор 5 располагают внутри статора 16 с обмоткой асинхронного электродвигателя, смонтированного снаружи камеры на магнитопроводе 15. В камере создают необходимую защитную среду, включают катушки 17 электромагнита,при этом якоря 9 и 10 перемещаются навстречу. ротору 5. Происходит сопряжение полное или частичное конусных поверхностей деталей 1, 11 и2, 12 и окончательная центровка ротора 5, между стенками камеры 6 инаружной поверхностью ротора 5 образуется зазорВключают обмотку статора 16 электродвигателя. Ротор 5со свариваемыми деталями раскручивается до номинальных оборотов, причем с целью образования прослойкижидкого металла в сварном стыке, выполняющей такхе роль смазки подшипникового узла, образуемого свариваемыми деталями, вращение осуществляют под небольшим давлением. При включении в пластическое течение металлавсей сопрягаемой конической поверхности соединения, что можно контролировать по времени процесса или повеличине износа сопрягаемых поверхкостей, производят отключение обмотки статора, и ротор 5 за счет трения в стыке тормозится. После осуществления проковки отключают. обмоткикатушек 17 электромагнита и камерув сборе со сварными деталями безразргерметизации извлекают из устройства для сварки и помещают в печьдля последующей термообработки, причем отсутствие подшипников в камере,Функциюкоторых выполняет каждое создаваемое сварное соединение при взаимном вращении по сопрягаемым коническим поверхностям, позволяет осуществлять термообработку в полном и необходимом объеме, что гарантирует качество сварных стыков.В зависимости от материала свариваемых деталей и требований, предъявляемых к сварному соединению, цикл изменения осевого давления в процессе притирки поверхностей, нагрева, сварки и проковки может варьироваться.Осуществлена сварка элементов Форсунки, представляющих собой сварной узел, состоящий из трубки из жаропрочного сплава с круговой гофрой на одном конце и стакана, на котором нанесена винтовая линия, между наружной поверхностью трубки и внутренней поверхностью стакана образована полость переменного сечения для охлаждения узла. Прямой и обратный конусы гофры трубки и внутренней торцовой поверхности стакана - около 90.Сварка произведена на опытной установке на базе электродвигателя с1204343 Составитель И.фелицинаРедактор И.Рыбченко Техред О.Ващишина Корректор М.Максимишинец Заказ 8462/11 Тираж 1085 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 полым ротором, и магнитной системой, Наружный диаметр ротора 100 мм, якорей 102 мм. Максимальное .усилие, развиваемое в установке 25 кН. Вакуумная камера выполнена из трубы из жаропрочного сплава с толщиной стенки 2 мм.Технология: загрузка и фиксация стаканов в роторе с двух сторон, закрепление трубок в якорях, установка якорей в трубу камеры и герметизация ее с двух сторон крышками, установка и закрепление камеры на магнитопроводе. Откачка воздуха до вакуума порядка 10 Па. Потребляемая мощность .при сварке около 0,8 кВт.Давление в процессе сварки плавно нарастало от 3 до 12 кН при проковке. После сварки камеру с ротором, сваренными деталями, якорями без разгерметизации помещали в обычую нагревательную печь для произодства отжига с целью повышения пластичности и циклической прочности сварных соединений.Режим отжига: выдержка при 720 О770 С в течение 1 ч, охлаждение вместе с печью до 200 С, охлаждение на воздухе до комнатной температуры, разгерметизация камеры, съем крышек, раскрепление трубок от эажимных устройств якорей, извлечение якорей иэ камеры, раскрепление стаканов и извлечение свальных узлов.Параметры электродвигателя подбирали опытным путем установкой ротора меньшего габарита в статор асинхронного двигателя на подшипники с О переходными втулками по валу роторан посадочным диаметром подшипников. В частности на электродвигателе АОЛ-2 мощностью 0,6 кВт с числом оборотов 2800 об/мин при установке ротора от электродвигателя АОЛ-4 бып образован зазор между ротором и статором в 7 мм. Падение мощности составляло около 10-123. Наблюдался повышенный нагрев ста" торной обмотки вследствие повышенного тока намагничивания.Использование изобретения позволяет повысить надежность сварного соединения путем термообработки в съемных камерах установки, беэ использования подшипников, которые температуры термообработки не. выдерживают,