Способ сварки трением

(19 1)4 В 23 К 20 12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ вого сварочного давления, а понии нагрева осуществляют проковкчающийся тем, что, с целью упрощповышения надежности устройства дществления способа, свободный конедой заготовки закрепляют во второмном устройстве, при этом расстояниепервым и вторым зажимными устроивыбирают исходя из следующей засти фв 11 упругост й момент 54) (57) СПОСОБ реимущественно дл ри котором торц ют в зажимных ус дейв 1- модуль иполярны инзаготовки;1 - момент инерции крутильной массьо - частота колебаний привода кртильных колебаний. второго рода; ерции сечения сообщая им резонан бания с одновремен(56) Авторское свидетельство СССР554115, кл. В 23 К 20/2, 1974.Авторское свидетельство СССР1080943, кл. В 23 К 20/12, 1983. СВАРКИ ТРЕНИЕМ нномерных заготовок, заготовок закрепляойствах и нагревают, ные крутильные колеым приложением осеоконча, отлиения и ля осуц каж- зажиммежду ствами висимоИзобретение относится к сварке, а именно к способам сварки трением труб, арматурных стержней и т. п.Цель изобретения - упрощение и повышение надежности устройства для осуществления способа.На фиг. 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1.Устройство содержит корпус 1, на котором смонтированы приводы 2 и 3 крутильных колебаний, Привод крутильных колебаний представляет собой обычный асинхронный электродвигатель с реверсивным переключателем направления вращения или широко применяемый в устройствах для сварки трением механический импульсатор, выполненный на базе неполного планетарного ряда с неуравновешенными сателлитами, водило которого связано с приводом вращения, а солнце - с выходным валом, совершающим крутильные колебания. На валу приводов 2 и 3 с возможностью осевого перемещения установлены фрикционные ролики 4 и 5, на которых установлены две симметричные части 6 и 7 электромагнита (возможно испОлнение электромагнита в виде корпуса-магнитопровода и якоря), на которых смонтированы цанговые зажимные устройства 8 и 9. Другая пара зажимных устройств 10 и 11 установлена с возможностью осевого перемещения на шпонках относительно корпуса 1 машины. Расстояние между зажимными устройствами подсчитывается по формулей 1,а )1где б - модуль упругости второго рода;1 р - полярный момент инерции сечениязаготовки;1 - момент инерции крутильной массы; а - частота колебаний привода крутильных колебаний.Магнитный поток электромагнита, показанный штриховой линией, создается с помощью катушек 12 и 13. Для возврата роликов 4 и 5 с двумя частями 6 и 7 электромагнита в исходное положение устанавливаются пружины 14 и 15. Для удаления грата после сварки на магнитопроводе 6 закреплена матрица 16. Свариваемые заготовки обозначены позициями 17 и 18. В качестве ограничителей угловых перемещений используются регулируемые упоры 19 и 20. Упоры экспериментальным путем настраиваются таким образом, чтобы крутильные колебания заготовок происходили в пределах упругих деформаций и не происходило поломок заготовок во время сварки. Машина имеет также регулятор частоты импульсов, подаваемых на привод крутильных колебаний (не показан). Он необходим при использова 40 45 50 5 10 5 20 25 30 35 нии машины для сварки заготовок различных диаметров и длин. В случае использования машины для одного определенного типа заготовок необходимость в регуляторе частоты импульсов отпадает.Способ осуществляют следующим образом.Свариваемые заготовки 17 и 18 устанавливают в зажимных устройствах. После этого на приводы 2 и 3 подают импульсы напряжения питания, сообщающие валам приводов крутильные колебания то в одну, то в другую сторону. Колебания приводов осуществляются в противофазе, что позволяет увеличить суммарную амплитуду колебаний. От роликов 4 и 5 колебательное движение за счет сил трения передается магнитопроводам 6 и 7 и зажимным устройствам 8 и 9 Одновременно включают катушки 12 и 13 электромагнита. При этом создается давление в сварочном стыке и происходит его разогрев. По истечении времени разогрева (в машине имеется реле времени, которое на чертеже не показано), приводы крутильных колебаний отключаются, а на катушках электромагнита повышают напряжение питания, увеличивая тем самым давление. Происходит проковка. После проковки привод давления отключают и разжимают зажимные устройства 8 и 10. Затем катушки 12 и 13 опять включают и магнитопровод 6 перемещается навстречу магнитопроводу 7 относительно сваренной заготовки. При этом матрицей 16 срезается грат, образовавшийся при сварке.Пример, Сваривают трубы диаметром 70 мм, толщиной стенки 4 мм, материал Ст.40 Х, группа В, ГОСТ 8731 - 74, модуль упругости б = 8,1 Х 10 кг/м.Полярный момент инерции заготовки определяют по известной формулер 4- 11 - ( "),2 К где Квн= 0,031 р - внутренний радиус трубы1 р - 87,10 - 8 р 4Момент инерции крутильной массы 1= = 100 кгпв м . Частота привода крутильных колебаний ь= 10 Гц, Расстояние между зажимными элементами=4;= о,7, й 1Амплитуда колебаний составляет 5 мм, линейная скорость - 0,2 м/с. Сварочное давление в процессе сварочного цикла изменяется от 30 до 100 кн. Время нагрева составляет 10 с, время проковки - 3 с.Изобретение позволяет значительно повысить срок службы и упростить конструкцию устройства для его реализации.Редактор Е. КопчаЗаказ 5167(9 Составитель И. Фелицина Техред И. Верес Корректор А. 3 имокосов Тираж 1001 Подписное ВН ИИПИ Государственного ком итета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Г 1 атент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4