Способ изготовления сварной металлической заготовки

,-", н; -.778997 О П И С-А ЙИ-Е Союз СоветскмкСоцмалистическнзРеспублик ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЗАГОТОВКИИзобретение относится к металлургии, в частности, сварке давлением, и может быть использовано при изготовлении металлов и сплавов тонкостенных заготовок различной конфигурации, например У - , Х - образных, тавровых, двутввровых с5 заданным размерным соотношением элементов профиля.Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления сварной тонкостенной профильной,.звго 1 О товки, предусматривающий сборку пакета путем установки между двумя листами основного легкоокисляемого металлического материала по всей площади листовых15 прокладок из того же материала и металлического наполнителя из разнородного материала толщиной 0,7-0,9 от толщины прокладки при отношении толщин прокладки и пакета 0,2-0,5, затем горячую прокатку в вакууме пакета с относительным обжатием 20-23%111.Недостатки способа - образование кривизны по длине профильной заготовки 2в результате неравномерности деформации иэ-за зазора между наполнителем и основным металлом, что не позволяет изготавливать точные прямолинейные эагоговки; наличие концентратора напряжений в месте соединения элементов профиля, которое снижает несущую способность заготовки, а также приводит к появлению надрывов и трещин при изготовлении профилей из. высокопрочных материалов и особенно при малом радиусе гиба.Целью изобретения - устранение указанных недостатков, путем создания условий более равномерной деформация прокатываемого пакета и обеспечения ,плавного перехода в местах соединения элементов профиля, что приводит к повышению выхода годного и несущей способности заготовок.Эта цель достигается тем, что собирают пакет из двух листов основного металлического материала, между которыми по всей площади устанавливают прокладку иэ того же материала и иа997 4концентратором напряжений, значительно снижается работоспособностьдеталей, изготовленных и таких заготовок. Благодаря скруглению кромки наполнителя, сопрягающейся. с прокладкой, обеспечивается плавный переход вместе соединения элементов профиля, что приводит к повышейию несущей способности заготовки.В тех случаях, когда при механическом удалении наполнителя .возникают трудности из-за высокой прочности сцепления егос основным материалом, вводят предвари-тельную термодиффузионную обработку, которую можно совместить с термообработкой для снятия остаточных напряжений и улучшения комплекса механических свойств,П р и м е р 1. Пакет собирают из2 листов размерами 1,5 х 80 х 300 мм алюминиевого сплава мархи АМг 2, между которыми располагают прокладку размерами 2 х 30 х 300 мм из того же сплава и по обе стороны от нее наполнитель в виде листа размерами 2 х 25 х 300 мм из медного сплава мархи М 1, с округленными кромками, сопрягающимися с прокладкой, При этом отношение сопротивления деформации при температуре сварки 20 С листа из сплава М 1 к егоособственной толщине составляет 36: 2,аналогичное отношение листа из основного материала алюминиевого сплава34:1,5. Различие составляет 1,27 раза.После механического удаления наполнителя освободившиеся части заготовки отгибают на угол 30. В результате получают 7 -образную профильную заготовку. 778 полнитель из разнородного материала. При этом в качестве .наполнителя испотьзуют материал, у которого отношение предела текучести при температуре сварки к собственной толщине различается от5 аналогичного отношения листа основного материала не более 1,5 раз, причем по верхность наполнителя шлифуют, а кромку . его, сопрягающуюся с прокладкой, предварительно скругляют. Затем осуществляют сварку давлением элементов пакета и механическое удаление наполнителя,Наличие в пакете разнородных материалов неизбежно сопровождается неравномерностью деформации при сварке давлением, вследствие различия в сопротивлении их деформированию. Это приводит к различным вытяжкам составляющих пакета и, следовательно, к искривлещпопрокатываемой полосы. Однако неоднород 26ность напряженно- деформированногосостояния пакета зависит также и отсоотношения толщин наполнителя иосновного материала. Поэтому за критерий, характеризующий сравнительноравномерное распределение сопротивлениядеформации по. толщине пакета принятоотношение предела текучести материалалиста при температуре сварки к собственной толщине. Чем больше предел теку 30чести материала листа, тем больше берется его толщина. Установлено, что искривление по длине заготовки не наступает, если отношение предела текучестинаполнителя при температуре сварки ксобственной толщине отличается от ана 35"логичного отношениялиста основногоматериала не более чем в 1,5 раз.Необходимым условием сохранения заданных форм и геометрических соотношений элементов пакета является схватываемосдь (при сварке) не только основного, но и разнородных материалов; Важную роль при этом играет состояние поверхности наполнителя, определяющеехорошее сцепление с основным материалом, что способствует процессу деформации сборного пакета как сплошно 1 о тела Кроме того, чистота поверхности наполнителя определяет качество поверхности элементов профильной заготовки, находящихся в контакте с наполнителем после его удаления.Несущая способность профильной заготовки особенно из высохопрочных сплавов во многом определяется геометрией соединения ее элементов.При наличии резхого перехода, позволяющегося П р и м е р 2. На прокатном стане дуо 320 при 350 ОС с обжатием 25% прокатывают 20 сборных пакетов, каждый из которых состоит из двух листов размерами Зх 60 х 250 мм нержавеющей стали марки 12 х 18 Н 9 Т, между которыми по всему пространству располагают прокладку размерами 1 х 20 х 250 мм из той же стали и наполнитель в виде листа размерами 1 х 40 х 250 мм из алюми- ниевого сплава марки АМг 5. В данном случае величина сопротивления деформации алюминиевого сплава при температуре сварки равна 13 кгс/мм, . нержавеющей стали 49 хгс/мм а их отно-. шения х собственным, толщинам отличаются в 1,25 раза. Причем в.первой партии (10 шт) пакеты собраны.с на- полнителем, имеющим закругленную (радиус 1 мм) кромку, соприкасающуюся с прокладкой, а во второй партии(10 паном,кромку листа иэ алюминиевого сплава, соприкасающуюся с прокладкой, скругливают. Все прокатные полосы искривлены в плоскости листа вокруг прокладки.При этом наблюдается также выдавливаниенаполнителя. Из-аа нарушения геометриизаготовки не удовлетворяют заданныхтребований,О формула изобретения Способ изготовления сварной металлической заготовки, преимущественно про 15 фильной, включающий сборку пакета путем установки между двумя листами основного материала по всей их площадипрокладок из того же материала и наполнителя иэ разнородного материала,прокатку пакета и удаление наполнителя,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, спещью повышения выхода годного и не сущей способности заготовки, в качественаполнителя берут материал, в которомотношениеЪзй . ьойн ою,где Ъ- предел текучести наполнителяпри температуре сварки;Ъ - предел текучести основногоматериала при температуресварки;т ц - толщина листа наполнителя;Ърц- толщина листа основного ма-.35териала.При этом поверхность. наполнителя передсборкой шлифуют, а кромку его соприкасающуюся с прокдадкой, скругляют. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Ъ 2475025/25-27,кл, В 23 Р 3/06, 14.04.77.5 778997кетов) без закругления кромки. Вобеих партиях (по 3 шт.) пакеты собраны с наполнителем, у которого поверхность не подвергают очистке от загрязнений, а у остальных пакетов наполнитель шлифуют и обеэжиривают ацетоном.При визуальном осмотре прокатных пакетов у шести полос, полученных из пакетов, где наполнитель взят с неподготовленной специально поверхностью, обнаружено смешение элементов пакета и нарушение геометрии заготовки. У остальныхполос удаляют наполнитель механическимпутем, а освободившиеся от наполнителячасти полосы отгибают в противоположные стороны на угол 90 . Пи вьполнеонии этой операции у 2 заготовок из вто-,.рой партии образуются трещины в местахсоединения элементов профиля. Такимобразом удалось изготовить 12 годныхпрофилей в виде тавра. Однако у заготовоквторой партии переход между элементамипрофиля резкий, в то время как у заготовок первой партии плавный, .П р и м е р 3. При 900 СС с обжа-,тием 25% прокатывают 3 сборных па кета, каждый из которых состоит из двухлистов размерами 8 х 60 х 250 мм жаро-.прочной стали марки 20 х 13 по всемупространству располагают прокладку размерами 2 х 20-250 мм из той же сталии наполнитель в виде листа размерами2 х 40-250 мм из титанового сплавамарки ОТ 4. При этом величина сопротивления деформации титанового сплавапри температуре сварки равна 5 кгс/мм,2а жаропрочной стали 35 кгс/мм, такимобразом, отношение . сопротивления деформации наполнителя к собственной толщине отличается от аналогичного отнощения листа основного материала в2,8 раза, Поверхности всех элементовпакета ,предварительно эачищают механическим путем и обезжиривают ацето Составитель О, ЧернилевскаяРедактор О. Колесникова Техред А.Щепанская Корректор М. ПожоЗаказ 7907/15 Тираж 1160 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4