Способ сварки трением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ц 5 В 23 К 20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯ Т МУ СВИД К АВТО ЬСТ СССР1982,ДР986. ИЕМк сварке, в часможет быть исалей, имеющих ИСАНЙЕ ИЗОБ(72) А,Г.Мусин и Л.В.Литвин (53) 621.791.14(088,8) (56) Авторское свидетельств В 1038147, кл, В 23 К 20/12Зкономический патент Г %236038, кл. В 23 К 20/12,(54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕН (57) Изобретение относится тности к сварке трением, и пользовано при сварке дет Изобретение относится к сварке, в частности к сварке трением, и может быть использовано при сварке деталей, имеющихконические свариваемые поверхности.Цель изобретения - сокращение цикласварки и уменьшение величины усилия проковки,На чертеже показана циклограмма прцесса сварки, где М - момент сил трения- скорость вращения, Рн - усилие сжатпри сварке, РпР - усилие проковки.Детали с коническими свариваемымиповерхностями придают относительные перемещения и сжимают их осевым усилием,В процессе нагрева измеряют электрическийсигнал, пропорциональный моменту сил трения. В начале процесса скорость возрастанияМ увеличивается, с началом упруго-пластических деформаций, которые частичйо компенсируют скручивающие стержень усилия,скорость изменения М становится близкойк постоянной (вблизи точек М). В этот момент Ы 169801 конические свариваемые поверхности. Цель изобретения - сокращение цикла сварки и уменьшение величины усилия проковки. В процессе нагрева деталей измеряют величину момента сил трения и при изменении знака второй производной момента сил трения на противоположный нагревпрекращают. Уменьшаются энергетические затраты на процесс сварки, так как предотвращается скручивание стержня, ввариваемого в коническое отверстие. За счет прерывания процесса в оптимальные сроки сокращается цикл сварки, а за счет приложения усилия проковки непосредственно после максимального нагрева снижается величина усилия проковки, 1 ил. начинается пластическая деформация стержня и эффективность нагрева снижается, поскольку зона нагрева перемещается от основного свариваемого соединения в зону пластических деформаций стержня (вне эоны сварки), где образовывается дополнительное сварное соединение. Основное свариваемое соединение в интервале между точками О и 1 00 греется наиболее эффективно. Исходя из ска- С) занного, наиболее эффективно прерывать а процесс нагрева в точке 1 - в момен 1 наибо- О лее эффективного нагрева соединения, когда стержень не сдеформировался полностью и не образовалось дополнительное сварное соединение. Приложение усилия проковки после прерывания нагрева в точке М также намболее эффективно, поскольку температура свариваемого соединения в этот момент близка к максимальной и требуется прикладывать усилия проковки минимальной величины,30 35 40 45 использование дважды продифференцированного сигнала, пропорционального моментусилтрения(М),позволяет регистрировать начальный момейтдеформэции свэриваемой детали вне зоны сварки - в указанный момент изменяется знак второй производной. С началам нагрева деталей с коническими свэриваемыми поверхностями величина М возрастает до тех пор, пока не произойдет полного скручивания одной из деталей - ввариваемого в коническое отверстие стержня, Скорость изменения - отбМ б 1 начала процесса возрастает, но по мере увеличения площади "схватывания" конических поверхностей сварного соединения начинает снижаться до нуля (в момент полного скручивания стержня). В указанный период на кривой М = т(т) имеется точка перегиба, соответствующая максимальнойбМскорости роста М, после чего - начинает уменьшаться, Скорость роста М приобретабМет значение -, = сопзт тогда, когда часть величины М начинает компенсироваться эа счет упруго-пластических деформаций детали (стержня). В этот момент вторая производная гб= О. С переходом упруго-пластическихб Мдеформаций в пластические г изменяетсх знак,П р и м е р, Произвсдили сварку стержней из стали ЭПЗОЗ со сталью Ст,З. Исполь. зовали установку типа МСГ 2001. Диаметр стержня 25 мм, угол конуса при вершине 10, длина конусной частил 45 мм, На пластине из Ст.З выполняли отверстие глубиной 55 мм при угол конуса 10 О.,Параметры режима сварки. количество оборотов и = 12,5 с "; сварочное давление Рн =: 50 МПа; давление проколки Р=100 МПа Измеряемый пара" метр - момент трения. Измерение момента трения производили с помощью балочки с установленыли на ней тензометрическими датчиками, Полученный сигнал дважды дифФеренцировали с применением известных схем нэ базе операционных усилителей КР 14 ОУД 20 А. Дважды продифференцированный сигнал подавали на вход нуль-органа, выполненного йа базе двухвходового компаратора. Изменение знака напряжения на выходе дифференциатора приводило к переключени 1 о компаратора, который, в свою очередь, вырабатывал сигнал, подаваемый в схему, отключающую нагрев и включающую механизм, создающий усилие проковки,Использование способа обеспечивает снижение энергетических затрат на процесс сварки, поскольку не затрачивается энергия на полное скручивание стержня и образование второго сварного соединения; в снижении затрат эа счет устранения операции съема грата второго сварного.соединения; в сокращении цикла свррки путем прерывания нагрева в оптимальные сроки; в снижении необходимой величины усилия проколки, поскольку усилие проковки прикладываот непосредственно после максимального нагрева свариваемого соединения. Оормула изобретения Способ сварки трением, при котором нагревают соединяемые поверхности путем относительного вращения, измеряют величину момента сил трения, а при достижении Определенного значения величин электрического сигнала, характеризующего изменение момента, прекращают нагрев и осуществляют проковку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения цикла сварки и уменьшения величины усилия проковки при сварке по конусным поверхностям, за величину, характеризующую изменение момента сил трения, принимают вторую производную момента сил трения при его увеличении, а прекращение нагрева осуществляют при изменении знака второй производной на противоположный.1698018Составитель Э.Ветрова Редактор Н.Каменская Техред М.Моргентал Корректор Н.Король, каз 4354 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10