Способ сварки трением

(51)4 В ИМЦ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ дВТОРСНО ИДЕТЕЛЬСТВУ институ гае ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССР У 369994, кл. В 23 К 20/12, 1971.Авторское свидетельство СССР У 6 Ь 4791, кл. В 23 К 20/12, 197 Ь, (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к сварке трением и может быть использовано при производстве режущего инструмента. Цель изобретения - упрочнение сварного шва, устранение условий закалки быстрорежущей стали в зоне термичесИзобретение относится к сварке трением и может быть использовано при производстве режущего инструмента.Цель изобретения - упрочнение сварного шва, устранение условий закалки быстрорежущей стали в зоне термического влияния и снижение энергоемкости процесса.Сварку трением заготовок из быстрорежущих и конструкционных сталей осуществляют посредством их нагрева в процессе относительного вращения с приложением контактного давления.Когда достигается температура, при которой проявляется эффект сверхпластичности быстрорежущей стали, вращение прекращают и производят проковку с приложением контактного давления, большего чем при нагреве. Температукого влияния и снижение энергоемкости, Для этого сварку производят в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущих сталей, который достигают, используя следующие режимы:частота вращения до 2 с ; удельноедавление нагрева 367-588 МПа; времянагрева 7-10 с; удельное давление проковки 539-784 МПа; время проковки1-3 с, Выполнение сварки трением втемпературном интервале сверхпластичности быстрорежущей стали исключаетвозможность образования, блестящих полос. скольжения, снижающих прочностьсварного шва, а также исключает необходимость отжига заготовок, что повышает производительность процесса иснижает его энергоемкость. рный интервал сверхпластичности быстрорежущих сталей достигают, используя следующие режимы;,Частота вращения, с До 2Удельное давление нагрева, МПа367-588Бремя нагрева, с 7-10Удельное давление проковки,МПа 539-784Время проковки, с 1-3Среднее время цикла по предла мому способу не превышает времени цикла по известным способам и не мо" жет вызвать снижения производительности производственного процесса.П р и м е р 1. Производят сварку трением биметаллических заготовок режущего инструмента с рабочей частью из быстрорежущей стали РЬМ 5 и с хвос3 1512740товой частью из стали 45 диаметром 15 мм на опытной установке, созданной на базе сварочной машины Мфна следующих режимах:Частота вращения, с " 1,16Удельное давление нагрева,МПа 374,4Время нагрева, с 9Удельное давление проковки, 10МПа 588Время проковки, с 2Результаты сравнительных испытачний на ударный изгиб образцов, сваренных предлагаемым способом и по су ществующей технологии, показали увеличение ударной вязкости в .2,25 раза при твердости зоны сварного шва НБ.255. 2000Г(Пп ф нХ П р и м е р 2. Производят сварку20заготовок из стали Р 6 М 5 и ст,45 диаметром 20 мм на следующих режимах:Частота вращения, с 1,16Удельное давление нагрева,МПа 26425Время нагрева, с 9Удельное давление проковки,МПа . 323Время проковки, с 2Результаты сравнительных испытаний на ударный изгиб показали увеличение ударной вязкости в 1,38 разапри твердости НВ 255. Незначительноеупрочнение сварного шва объясняетсянизким удельным давлением проковки. 35Расчет режимов сварки трением втемпературном интервале сверхпластичности быстрорежущих сталей производится исходя из условия, что времянагрева и проковки не превышает времени цикла по существующим способамсварки трением, а именно 9 и 2 сДля времени нагрева ц= 9 с выведенаэмпирическая формула, которая с удовлетворительной для практических расчетов 45точностью связывает между собой удельное давлецие нагрева, диаметр свариваемых заготовок и частоту вращения где Р - удельное давление нагрева,НУМПа;0 - диаметр заготовок, рм;и - частота вращения,с 55При сварке необходима некоторая коррекция режимов для получения сварного шва максимальной прочности, дол-жны быть подобраны такие удельные давпения нагрева и частота вращения, ко"торые позволяют за время= 9 с достичь температуры сверхпластичностибыстрорежущих сталей и прогреть околошовную зону на необходимую глубину.Давление нагрева следует выбиратьиз диапазона 367 - 588 МПа, Достижениетемпературного интервала сверхпластичности быстрорежущих сталей возможнои при более низких значениях давлениянагрева, но это приводит к увеличению времени нагрева, что экономическинецелесообразно. С учетом пределапрочности материала хвостовой частизадан диапазон давлений проковки539 - 784 МПа. Снижение давления проковки приводит к ухудшению механических свойств сварного соединения. Значение давления нагрева не может превышать 588 МПа, а давления проковки784 МПа потому, что необходим некоторый запас прочности заготовок хвостовой части, чтобы не произошло ихразрушение при сварке.Выполнение сварки трением в температурном интервале сверхпластичностибыстрорежущей стали (когда моментвращения близок к своему максимальному значению, а толщина промежуточногослоя, образованного в результате переноса быстрорежущей стали на поверхность трения заготовки из конструкционной стали, незначительна) исключает возможность образования блестящихполос скольжения, снижающих прочностьсварного шва,У быстрорежущих сталей эффект сверхпластичности проявляется при температурах от Ас, - (15 - 25) С до Ат,е. при максимальных температурахгсуществования Ы -твердого раствора.Сразу после нагрева выше этой температуры начинается Ы превращение (перлит-э аустенит)Поскольку температурав зоне сварки не превышает Ас аустенит не образуется, при охлаждении навоздухе заготовки сохраняют структуруоттоженной стали (сорбитообразныйперпит), имеют низкую твердость и ненуждаются в отжиге, что повышаетпроизводительность процесса, снижаетего энергоемкость,формула изобретения Способ сварки трением быстрорежущих сталей с конструкционными, включающий стадию нагрева, на которойСоставитель И.фелицинаТехред А. Кравчук Корректор И.Патай Редактор А.Мотыль Заказ 6021/13 Тираж 894 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,10 5 1512740 6 заготовки приводят в относительное ратурном интервале сверхпластичности вращение при постоянном приложении быстрорежущих сталей который достиконтактного давления, и стадию проков- гаЬт используя следующие режимы: ки, которую осуществляют после прек-Частота вращения, с До 2.-( ращения вращения, о т л и ч а ю -Удельное давление нагрева, щ и й с я тем, что, с целью упрочнеМПа 367 - 588 ния сварного шва, устранения условий Время нагрева, с 7 - 10 закалки быстрорежущей стали в зоне Удельное давление проковки, термического влияния и снижения эйер ОМПа 539 - 784 гоемкости, сварку производят в темпе- Время проковки, с 1-3