Способ сварки металлов давлением в режиме сверхпластичности

(19) 51)5 В 23 К 20/00 ТЕНИЯ Б К АВТ МУ ТЕЛ ЬСТВ%404588, кл, В 23 ми сверхпластичностистов. исхо ка ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ М 32росварки им. Е.О. Патонако, В.Н. Замков. 1 О.В.арченко, Д.Н. Цайренко, М, Струина и И.С. Микидетельство СССРК 20/00, 1972. Изобретение относится к области создания неразъемных сварных соединений и может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в различных отраслях машиностроения с одновременным приданием заготовкам необходимой формы деталей.Известен способ диффузионной сваркиконструкций из листовых титановых сплавов в режиме сверхпластичности. Два листа, соединяемые внахлестку, помещают между двумя кольцевыми концентрически расположенными оправками, При этом внутрен- няя оправка изготовлена из нержавеющей аустенитной стали, имеющей больший коэффициент термического расширения, чем наружная оправка, изготовленная из нержавеющей стали ферритного класса.Внутри одной из оправок между ней ититановым листом в месте нахлестки помещают формирующие прокладки, После прил бжения внешнео дэвления листы нагревают до темперэуры проявления 1757822 А 2(54) СПОСОБ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ В РЕЖИМЕ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ(57) Использование: разлйчные отрасли машиностроения, Сущйость изобретения: нахлесточные соединения нагревают до температуры на 50,.;100 С ниже температуры проявления сверхпластичности и дефорруют зону соединения по схеме его течения в одном направлении; 2 ил, 1 табл,Недостатками этого способа является низкая производительнать процесса сварки; быстрый выход из строя оснастки, рост зерна в свариваемых листах, низкое давление (КТЛР) и как следствие, дефекты в зоне соединения - все это значительно снижает свойства сварной конструкции,Известен способ диффузионной сварки, суть которого состоит в тем, что свариваемые листы помещают в приспособление, нагревают до температуры сверхпластичности (915955 С),сваривают в нужных местах, а затем в зону контакта сваренных листов подают инертный газ, и формируют полости. Несмотря на увеличение производительности этого способа, он не исключает недостатки предыдущего.Прототипом выбран способ сварки давлением - ударная сварка в вакууме, сущность которого состоит в том, что на локально нагретые в вакууме детали прикладывается1757822 Механические свойства сварных соединений, полученных по предложенному способу сварки (сплав 8 Т 16)одиночный импульс силы со скоростью от 1 до 30 мыс;Недостатком этого способа является значительная степень деформации зоны соединения, что приводит к необходимости 5 последующей обработки деталей.Указанные недостатки устраняются предложенным способом изготовления сварных соединений при температуре предварительного ногрева на 50-100 С ниже 10 температуры проявления сверхпластичности и формирования соединения между холодными матрицей и пуансоном, обеспечивающими заданную форму деталей за счет пластического течения в одном направлении, 15Это осуществляется следующим образом.Между матрицей и пуансоном помещают в вакуумной камере заготовки свариваемых металлов. собранных внахлест с перекрытием, равным толщине сваривае мых листов или диаметру прутков, После предварительного локального нагрева зоны соединения до температуры на 50-100 ОС ниже температуры проявления сверхпластичности к пуансону прикладывают оди ночный импульс силы со скоростью от 1 до 30 м/с. Между матрицей и пуансоном пластическая деформация заготовок, увеличивающая температуру в зоне сварки до температуры проявления сверхпластично сти (на 5010 ОС выше температуры предварительного нагрева), Каналы, сделанные в матрице и пуансоне, создают течение металла в одном направлении, что вызывает поворот зоны соединения на 45 и 35 одновременно формирует изделие (фиг. 1), Под действием импульса ударной нагрузки пластическая деформация эоны контакта и образование сварного соединения происходит мгновенное за время 10 с 40 Например, прутки диаметром 10 мм иэ сплава титана соединяли при температуре предварительного нагрева - 900 С и удельной энергии удара - 0,3 КГмlмм в вакууме 10 мм рт.ст, Перед сваркой между матри.5цей и пуансоном помещали свариваемые внахлест прутки с перекрытием, равным одному диаметру. 8 матрице и пуансоне выполнены каналы в виде полусфер по диаметру свариваемых изделий, а свариваемые заготовки размещают вдоль оси канала.Для изготовления, например, звена цепи из титана в матрице и пуансоне делают каналы по профилю звена цепи.Соединяемые полузвенья собирают внахлест между. матрице и пуансоном, нагревают до температуры 900 С, а затем импульсом силы деформируют зону соединения и завершают сварку звена цепи (фиг, 2).Механические испытания сварных соединений, полученных по предложенной технологии, показали высокую прочность и пластичность равную основному металлу (см, таблицу),Сварные изделия, изготовленные по технологии предложенного способа, прошли промышленную проверку и показали высокие свойства и работоспособность.Формула изобретения Способ сварки металлов давлением в режиме сверхпластичности, при котором на локально нагретые в вакууме детали воздействуют одиночным импульсом давления, приложенным со скоростью 1-30 м/с, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, детали нагревают на 50-100 С ниже температуры проявления сверхпластичности их материала и деформируют по схеме его течения в одном направлении.