Способполучения сварного соединения

)М. Кл,В 23 К 11/1 вкиосударственный комитетСовета Министров СССРоо делам иэаоретеннйи открытий, ф, Малюков и Г. А. Страфу и,ели Пермскни моторостроительныи завод им. Свердло и Пермский политехнический инсттттут) СПОСОБ ПОЛУЧЕ ВАРНОЮ СОЕДИНЕ Изобретение относится к области контактной точечной сварки закаливающихся сталей с электротермической обработкой сварного соединения в электродах машины.Известен способ получения соединения путем точечной сварки закаливающихся сталей с электротермической обработкой соединения в электродах машины при неизменяющемсяэлектродном давлении в течение всего рабочего цикла сварка - термообработка, который позволяет повысить прочность сварной точки на 1 О отрыв на 35 - 40%, а также способ контактной точечной сварки также при неизменяющемся электродном давлении, обеспечивающий при сварке термоупрочняемых титановых сплавов увеличение прочности на отрыв на 15 - 20%. 15Известен способ получения сварного соединения путем контактной сварки и последующей термообработки сварной точки в электродах машины с наложением на сварочное давление ковочного давления и пропусканием тока отпуска . Давление повышается и снижается снова до первоначального значения в пределах сварочного импульса, а далее в стадии закалки и электротермообработки не изменяется, Ковочное давление прикладывается одновременно с выключением сварочного тока, 25 Во всех известных способах точечной сварки с электротермической обработкой ковочное давление или не применяется, или прикладывается в пределах действия импульса сварочного тока или сразу же после его выключения, следовательно, может способствовать повышению прочности за счет уплотнения металла литого ядра сварной точки в процессе кристаллизации, т.е. служит средством борьбы с дефектами усадочного характера поры, раковины, трещины), но при любой величине его не может привести к повышению прочности и пластичности металла в околошовной зоне за счет эффекта термомеханического упроччения, так как прикладывается при температуре значительно выше оптимального диапазона ее, в котором за счет пластичной деформации аустенита в процессе его охлаждения можно реализовать явление термомеханического упрочнения.Целью изобретения является повышение прочности и пластических свойств соединения.Для этого по предлагаемому способу ковочное давление накладывают в паузе между сваркой и отпуском на стадии охлаждения сварной точки между температурами отпуска и начала мартенситного превращения и величину давления определяют по соотношению Р, = К Р где Р, - сварочное давление, К - коэффи602329 Таким образом для осуществления процесса точечной сварки закаливающихся сталей смеханико-электротермической обработкой вэлектродах машины необходимы три дополнительных параметра,Первый параметр: интервал времени междувыключением сварочного тока и моментом приложения ковочного давления механико-электротермической обработки 1 устанавливается в зависимости от времени сварочногоимпульса и теплофизических свойств свариваемого материала эмпирической зависимости,Бит1+( -- О, Г/,гдетолщина наиболее тонкого элемента всварном соединении;и = , коэффициент температуропроводности;2 О св ремя сварочного импульса.Второй параметр: ковочное давление механикоэлектротермической обработки Р выбирается в зависимости от электродного давленияпри сварке. где, о толщина наиболее тонкого элементав сварном соединении, мм," удельный вес.На чертеже представлена диаграмма изменения электродного давления, гдеТя график изменения температуры в сварном соединении;Т, температура отпуска;Т, температура начала мартенситного превращения;Тд температура деформирования сварногосоединения в момент приложения ковочногодавления (точка а);1 сварка; 2 пауза; 3 электроотпуск;4 подстуживание,Повышение степени пластического деформирования остывающего аустенита в температурном интервале бейнитного превращения (точка а на чертеже) активизирует металлофизи 35ческие явления термомеханического упрочнения и приводит к существенному повышениюпрочности и пластичности сварного соединения.По характеру изменения температурного режима один рабочий цикл сварки состоит из 4 О4-х последовательных стадий,Первая стадия сварка, выполняется также, как в известных способах.Во второй стадии паузе между сваркой иотпуском, осуществляемой так же, как и в известных способах через определенный интервал времени (1, после выключения сварочного тока в точке а на сварочное давлениенакладывается дополнительное ковочное дав ление для механико-термической обработки. Момент приложения ковочного давления в про Оцессе охлаждения сварной точки выбираетсяв температурном интервале бейнитного превращения аустенита (между температурой отпуска и температурой начала мартенситного превращения), С момента приложения ковочноедавление сохраняется на заданном уровне доконца паузы.Третья стадия в течение которой происхолит отпуск при ковочном давлении. Р(ков) = К Р,25 где К = 2,25 2,5 для сталей перлитногокласса,К = 3класса.Третий параметр: время принудительного охлаждения - 1определяющее момент снятия давления после отпуска, устанавливаетсяв зависимости от времени импульса отпускаи темплофизических свойств свариваемого материала. Й р офд - 01 0 З у ф Отл циент, при этом момент приложения ковочного давления по истечении интервала времени после выключения сварочного тока устанавливают в зависимости от продолжительности времени сварки по соотношению:Г ф +о,1/аЪЙШ Яса, а момент снятия давления, определяющий продолжительность времени принудительного охлаждения сварного соединения в электродах после выключения тока отпуска, устанавливают в зависимости от продолжительности отпуска по соотношению: Четвертая стадия подстужи вани е или принудительное охлаждение сварной точки в электродах машины при ковочном давлении. 3,5 для сталей мартенситного Наружное водяное охлаждение электродови свариваемого изделия не допускается. Способ испытан при точечной сварке на сталях ЗОХГСА, толщиной 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; и 40 мм, 38 ХА толщиной 20 и ЗО мм, 25 ХСНВФА толщиной 3,0 мм, 28 ХЗСНМВФА и 43 ХЗСНМФА толщиной 2,5 мм, 15 Х 12 НМФА толщиной 1,0; 1,2; 1,5; 2,0 мм и 1 Х 17 Н 2 толщиной 1,0; 1,5; и 2,0 мм.Испытания на срез и отрыв образцов из закаливающихся сталей, выполненных по предлагаемому способу, показали существенное повышение этих показателей сварного соединения по сравнению с образцами, сваренными по известной технологии.Ниже приводятся данные для образцов из стали ЗОХГСА, толщиной 1,5 мм.Как видно из таблицы, точечная сварка по предлагаемому способу обеспечивает увеличение прочности образцов при испытании на срез в 1,6 раза и на отрыв в 3,3 раза по сравнению с образцами, сваренными по известному способ.602329 Маспов Г. А. и др.Точечная сварказакапиваюшихс ястапей ЗОХГСА,12 Г 2 А и ЭИ",ЦИТЭИН, тема 4,М 60-56/41960 г. Точечная сваркас эпектротермической обработкойпри постоянномэлектродном давпении 0,26 370 1445 По данным, попученнымпри испытании изобретения в лабораторныхусловиях 0,53 1220 формула изобретения з -,пр, она. - Оэо итолп. тд Аийээ,1 Заказ 172 о 11 63 Позписио ППП .Паснтм. эк 1 рооктиая,01 ИПТиражиаиаэжго роз Точечная сварка с механико-эпектротермической обработкой при ковочном давлении по предлагаемому способу Способ получения сварного соединения, преимущественно закаливающихся сталей, путем контактной сварки и последующей термообработки сварной точки в электродах машины с наложением на сварочное давление ковочного давления и пропусканием тока отпуска, отличаюиийся тем, что, с целью повышения прочности и пластических свойств соединения, ковочное давление накладывают в паузе между сваркой и отпуском на стадии охлаждения сварной точки между температурами отпуска и начала мартенситного превращения и величину давлениеопределяют по соотношению Р =К Р где Р - сварочное давление, К - коэффициент, при этом момент приложения ковочного давления по истечении интервала времени после выключения сварочного тока устанавливают в зависимости гт продолжительности времени сварки по соотношению:25а момент снятия давления, определяющий продолжительность времени принудительного охлаждения сварного соединения в электродах после выключения тока отпуска, устанавливают в зависимости от продолжительности отпуска 30 по соотношению: 35где 8 - толщина наиболее тонкого элементав сварном соединении, мм,,и = - коэффициент температуропроводносХти сварйваемой стали, см/сек,3, - коэффициент теплопроводности,с - удельная теплоемкость,- удельный вес,эл