Осадочная матрица

(51) 5 В 23 К 20/12 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР Гр ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ(53) 621.791.14 (088.8)(56) Сварка трениемред. В. К, Лебедеваностроение, 1987, с. 43,2Баранцев и П. П. Се Справочник./Под и др., Л.: Маширис. 2.8. сварке мено при сварметаллов, ие качестванивания детия в плосдочная матА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ОСАДОЧНАЯ МАТРИЦА (57) Изобретение относится к таллов и может быть использова ке трением встык разнородных Цель изобретения - повышен сварного соединения путем вырав формирующих напряжений сжа кости сечения сварного шва. Оса Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при сварке трением встык разнородных металлов.Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем выравнивания деформирующих напряжений сжатия в плоскости сечения сварного шваНа чертеже изображена конструкция предлагаемой осадочной матрицы.Осадочная матрица представляет собой массивную разъемную шайбу 1, в корпусе которой выполнено сквозное центральное отверстие 2. Диаметр отверстия 2 на 1 - 2 мм больше диаметра свариваемой заготовки 3. В отверстии 2 выполнена формирующая грат фаска 4 с углом 30 - 45. В центральном отверстии 2 матрицы выполнен компенсатор 5 напряжений в виде канавки фасонного профиля, объем которой определяется положением сварного шва в начале и конце проковки. Между фаской 4 и компенсатором 5 выполнен деформирующий поясок 6, плавно соединенный с фаской 4 и компенсатором 5 напряжений. рица выполнена в виде разъемного корпуса с центральным отверсгием и формирующей грат фаской. В центральном отверстии матрицы выполнены компенсатор напряжений в виде канавки фасонного профиля и деформирующий поясок, диаметр которого равен 1,1 диаметра центрального отверстия матрицы. Деформирующий поясок расположен между формирующей грат фаской и компенсатором напряжений и плавно их соединяет. В процессе сварки трением заготовок с резко различающимися свойствами в осадочной матрице происходит деформация металла свариваемых заготовок н области сварного шва. В результате проис. ходит равномерное распределение напряжений сжатия по плоскости сечения сварного соединения.з.п. ф-лы,ил. Экспериментально установлено, что наиболее благоприятные условия для выравнивания напряжений сжатия в поперечном сечении сварного шва создаются при выполнении диаметра отверстия, образованного деформирующим пояском 6, равным д=1,1/ где А - диаметр центрального отверстия матрицы 1.Осадочная матрица работает следующим образом.Матрицу устанавливают на торцовой стороне зажима 7, в котором устанавливают невращающуюся заготовку 3 из более пластичного материала. Вылет заготовки 3 за торец матрицы 1,5 - 2,5 мм в зависимости от диаметра заготовки 3. Торец заготовки 3, противоположный свариваемому, опирается на основание 8. Заготовку 9 из менее пластичного металла (например. из быстрорежущей стали) закрепляют в приспособлении (не показано), при помощи которого ей сообщается вращательное движение и перемещение вдоль оси по направлению к заготовке 3. Закрепляют заготов 1620251ки 3 и 9 и осадочную матрицу, затем осуществляют цикл сварки, После разогрева торцовых зон свариваемых заготовок производят проковку. На первой фазе проковки сближают заготовки в осевом направлении с приложением усилия сдавливания. При этом происходит интенсивное выдавливание металла в грат вместе с окисной пленкой,Далее операция проковки вступает во вторую фазу. Происходит дальнейшая деформация металла свариваемых заготовок, и фаска 4 матрицы заполняется разогретым металлом. При дальнейшем движении заготовки 9 заполненная металлом фаска 4 и деформ ирующий поясок 6 препятствуют дальнейшему увеличению диаметра заготовки в контактной и околошовной зоне заготовки из более пластичного металла, и проковка переходит в третью фазу. На третьей фазе проковки продолжают перемешать заготовку 9 по направлению к заготовке 3. Так как заготовка 3 более пластичная, то заготовка 9 деформирует ее. При этом выдавленный объем металла из околошовной зоны заготовки 3 размещается в компенсаторе 5 напряжений. Движение заготовки 9 продолжают до совмещения ее торца с плоскостью наименьшего диаметра деформирующего пояска 6. При этом происходит объемное прессование контактной зоны сварного шва заготовок 3 и 9, в результате чего происходит равномерное распределсние напряжений сжатия по плоскости сварного шва, ограниченного диаметром заготовок. К этому моменту создается препят;твие дальнейшему продвижению заготовки 9 в осадочную матрицу, и заканчивается третья фаза проковки. Процесс сварки закончен. Выполнение осадочной матрицы с деформирующим пояском и компенсатором напряжений позволяет обеспечить степень деформации, достаточную для получения качественного сварного шва путем выравнивания величины напряжений сжатия по сечению сварного шва, Благодаря равномерному распределению напряжений по сечению сварного шва ликвидируются несплошности в зоне сварки в виде блестящих колец, повышается качество сварного шва. Высокое качество сварного соединения позволяет изготовить хвостовую часть тяжело нагруженного инструмента из конструкцион ной стали, что приводит к экономии, например, быстрорежущей стали. Кроме того, высокое качество сварного соединения в инструментальном производстве исключает поломку инструмента в зоне сварки, а также 15 возникновение трещин при термообработкесварного инструмента в зоне сварного шва.Таким образом, предлагаемая конструкция осадочной матрицы позволяет повысить качество сварного соединения, в результате чего повышается надежность сварных соеди нений сталей, традиционно. относящихся кклассу плохо свариваемых, а именно с резко различающимися свойствами,формула изобретения251, Осадочная матрица для проковки сварного шва заготовок из материалов с резко различающимися свойствами, выполненная в виде разъемного корпуса с центральным отверстием и формирующей грат фаской, З 0 отличающаяся тем, что, с целью повышениякачества сварного соединения путем выравнивания деформирующих напояжений в плоскости сечения сварного шва, в центральном отверстии выполнены компенсатор напряжений в виде канавки фасонного проЗ 5 филя и деформирующий поясок, соединяющий компенсатор с формирующей грат фаской.2. Матрица по п. 1, отличающаяся тем,что диаметр деформирующего пояска составляет 1,1 диаметра центрального отверстия матрицы.Составитель С. МТехред А. КравчукТиражкомитета по изобретениямсква, Ж - 35, Раушскаяский комбинат Патент, г Редактор Т. П арфеноваЗаказ 4208ВНИИПИ Государственного113035, МПроизводственно-издатель лай Корректор О. Цнпле Подписноеоткрытиям прп ГКНТ СО.наб., д. 4,5Ужгород, ул. Гагарина, 10