Способ сварки трением

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сотоз Советскин Социалистических Республик(23) Приоритет -В 23 К 19/02 Гввунврвтввнныя нввввтвт6 вввта Мннввтрвв 666 Рав валам вааврвтввннв втврытнв(45) Дата опубликования описания 27.10.77,(72) Авторы изобретения Р, Н. Болдырев н В. П. Воинов(71) Заявитель челябинский политехнический институт им. ленинского комсомола(54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ 15 Изобретение касается сварки металлов трением.Известен способ сварки трением, при котором уменьшают диаметр заготовки у торца, благодаря чему пиковый момент 8 сил трения развивается на меньшем сечении заготовки, чем номинальное и по величине не превосходит установившегося момента сил трения в номинальном сечении 6 1 .Однако этот способ требует сравнительно трудоемкой предварительной обработки заготовок. Уменьшение диаметра заготовки у торца приводит к снижению относительной скорости в начальный момент сварки, благодаря чему возрастает необходимое время нагрева. Кро. ме того, время нагрева, увеличивается вследствые неоправданного повьнаения удельного 1 Давления на уменьшенном тор це заготовки. Все это приводит кпонижению производительности процесса, сварки.Известен способ сварки трением, при котором между трущимися поверхностя ми соосно с вращающимися свариваемыми заготовками размещают металлический элемент в виде тела вращения 2.Этот способ предусматривает исполь,зование смазки наряду с элементом из 80 инородного материалр например иэ алюминия, при сварке стали.цель изобретения - обеспечить уменьшение пиковых моментов сил трения в стыке.Это достигается тем, что элемент выполняют иэ металла того же состава, что и сваринаемые заготовки, при этом диаметр и высоту элемента определяют из следующих соотношеннф0=0 2 абИ ООВгде Э - диаметр свариваемых заготовок тРц - рекомендуемое удельное дав. ление нагрева;60- предел текучести металла элемента.На чертеже представлен войчожный вариант обработки торца заготовки.Способ заключается в следующем.Между трущимися поверхностями размещают соосно с вращающимися заготовками 1 металлический элемент 2, например, цилиндрической формы, площадь торца которогс обеспечивает в нем при заданном усилии, напряжение эначительЙВ Ь 0,089 - Р) но, например в двадцать раз, превышающее предел текучести, а отношение диаметра и высоты металлического элемента выбирают так, что скорость деформации объема металла и радиальном направ ленин больше скорости деформации его в осевом направлении,В результате объем металла под действием такого большого давления начинает растекаться в радиальном направлении. Относительная скорость вращающихо ся заготовок и работа сил трения способствуют распределению металла по всей поверхности стыка, Внешние воздействия на объем металла (большие данления и относительная скорость вращения заготонок) таковы, что распределение металла по стыку происходит раньше, чем поянляются участки пластичности в самих заготовках. Поэтому распределенный металл играет роль смазхи между трущимися плоскими поверхностями, в этом случае не возникает гидродинамических эффектов.При сварке заготовок, например, из стали 20,1): 20 мм высоту и диаметр элемента определяют следующим образом: 25- -годр 2 н ДУ 02где Р - усилие сжатия при нагреве;Р - рекомендуемое удельное давление нагрева, в данном случае Рф 5 кг/мм, 30гбо - предел текучести, для стали2 0 6 о- 2 5 к г/мм, .Следовательно( рня го3 и 2 0 д - 2 О д 0,25 2 з 6ОД о,гЧтобы обеспечить необходимую скорость деформации н радиальном направлении,необходимо распределить элемент н тонкий слой металла толщиной порядка 0,08 мм, распространяющийся на 2/3 Э 40 свариваемых заготовок.Из этого следует, что ь, о,он Я Я:о,овЯ Я:з,г (м,) Такая высота элемента обеспечивает продольную устойчивость в начале процесса и требуемое соотношение скорости де формации. Наличие элемента между трущимися поверхностями заготовок приводит к их равномерному прогреву. Поскольку отсутстнуют гидродинамические явления пика на кривой момент сил трения не возникает, Существенно, чтобы смазка торцов происходила достаточно тонким слоем и материал смазки соответствовал материалу свариваеьых заготовок по физико-механическим свойствам.Кроме того, возможно использование различных композиций материала элемен-, та при сварке заготовок из разнородных материалов.Для осуществления данного способа элемент можно получить на торце заготовок при механической резке, например, на токарном станке. Возможна также наклейка элемента на торец из заготовок. Формула изобретения с Способ сварки трением, при котором между трущимися понерхностями соосно с вращающимися сваринаемыми заготовками размещают металлический элемент н виде тела вращения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения пиковых моментов сил трения н стыке, элемент выполняют из металла того же состава, что и снаринаемые заготовки; при этом диаметр и высоту элемента определяют иэ следующих соотношений: где Э - диаметр сваринаемых заготовок,РН - рекомендуемое удельное данлеииенагрева;Ьо - предел текучести металла элементй,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Вилль В. И. Сварка металлов трением, Л., Машиностроение, 1970,с. 89.2. Патент ЧССР 9 99558, кл, 49 п 35/02,1961.573296 Составитель Н. ТвтчвнковаТехред И. Роксич Корректор П, Лакида Редактор Л. Народная Заказ 3475/9 Тираж 1207 Подпи сн ое ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5