Способ сварки трением

, 998057 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сеюз СоеегскикСонналисгическнхРеспублнк(1) М. Кп.з В 23 К 2012 Государственный. комитет СССР но делам изобретений и отнрытий.14(088.8 ) Дата опубликования описания 210183 1 В,И, Стрижак, Ю.С. Пикинер, В.В. Сторчевой,. Е.А. Макаренко и В.Г. Кирсанов 2) Авторыизобретени(54 ) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕ 2 изме- осями друга о мак-, лируеатны между о дру нуля с ре с многок риситета носитель талей отдо нуля 11. ки производят нением эксцен вращающихся о свариваемых д арке и еднне- напри- ельными м и оно тотой,мой ча к но Изобретение относится к свожет быть использовано для сония деталей сваркой трением,мер бурильных труб с соединитзамками,В современной производственнойпрактике применяется целый ряд спо"собов сварки трением, использующихв своей основе принцип относительного скольжения свариваеьих поверхностей деталей с одновременной осевойнагрузкойК ним относятся:вращение одной свариваемой заготовкивращение двух свариваемых заготовок в противоположные стороны;вращение двух свариваеяях заготовок в одну сторону с различнымискоростями.- вращение промежуточной вставкипри неподвижном положении двух свариваемых заготовок;вращение свариваемых заготовокпри неподвижной промежуточной вставеИзвестен, способ сварки трением,заключающийся в том, что одной издеталей сообщают вращательное движение, а к другой прикладывают осевое усилие, при этом процесс свар,Недостатком этого способа является низкое качество сварки, обусловленное тем, что в процессе сварки эона контакта не охватывает всей площади стыка свариваеьых деталей, так как оси ик, а следовательно,.и торцы смещены относительно друг друга. Поэтому в поверхностной зоне торцов, деталей, ограниченной величиной эксцентриситета, сварки не происходит, что снижает прочность всего сварного соединения, Кроме того, при данном способе из-за отсутствия постоянного контакта по всей свариваемой поверхности снижается интенсивность сварки, так как неконтактируемая поверхность то 25 цов деталей охлаждается.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является спо соб сварки трением путем относительго вращения деталей с одновременосевым подпором.Способ позволяет увеличить скорость сварки деталей ва счет того,что эона контакта в процессе аваркиохватывает всю площадь стыка, приэтом увеличивается коэффициент трения, а следовательно, и интенсивность сварки 2 1.Недостатком предлагаемого способа является то, что в процессе сварки при постоянном вращении деталейсцепление свариваемых поверхностей гОпроисходит только по вершинам микронеровностей, что приводит к появле-,нию в зоне контакта дефектов типаокислов, кислородной сыпи, слипанияи т,п. 15При всех условиях внешнего тренияноминальная площадь контакта намногопревышает площадь фактического контакта, т,е,Н 5 ф 120Это объясняется шероховатостью поверхностей в контакте при относительномскольжении по выступам микронеровностей. Поэтому для повышения качества соединения необходимо увеличитьплощадь фактического контакта свари-ваемых поверхностей.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения.Цель достигается тем, что согласено способу сварки трением путем относительного вращения деталей с одновременным осевым подпороМ, при котором вращение чередуют с кратковременными остановками свариваемых деталей.На чертеже изображено устройство дляз 5осуществления предлагаемого способа,Сварочная машина состоит из шпиндельного 1 и силового 2 узлов,.рас.положенных на станине 3, и электродвигателя 4, установленного на шпиндельном узле 1. Шпиндельный узел 1состоит из шпинделя 5, установленного в подшипниках 6 и 7, тормозноймуфты 8 и зажимного патрона 9, размещенного на шпинделе 5. Силовой узел 245состоит из зажимного патрона 10 исилового гидроцилиндра 11.Предлагаемый способ осуществляетсяследующим образом.Свариваемые детали 12 и 13 закрепляют в зажимных патронах сварочноймашины 9 и 10 и прижимают друг кдругу с помощью гидроцилиндра 11.Одновременно включают электродвигатель 4, который приводит во вращениешякадель 5, а вместе. с ним и одну иэдеталей 12, установленную в патроне 9.При этом с помощью тормозной муфты 8 и электродвигателя 4 противотоком осуществляют периодические кратковременные остановки вращающейся 60детали 12.В результате детали подвергаютотносительному вращению с периодическими кратковременными остановкамивращающейся детали. 12 и с. одновременным осевым подпором от гидроцилиндра 11, осуществляя тем самым нагрев контактных поверхностей свариваемых деть лей 12 и 13 до требуемой температуры,По истечении заданного времени с помощью тормозйой муфты 8 осуществляют остановку деталей и с помощью гидроцилиндра 11 прикладывают давление осадки, которое завершает процесс сварки. В случае применения способов сварки трением с вращением обеих свариваемых деталей или промежуточной вставки чередование вращения деталей или вставки с кратковременными остановками осуществляют для обоих вращающихся деталей или вставок.Предлагаемый способ был опробован при сварке 17 образцов труб размером 114 х 9 мм длиной. 2,5 м из стали 38 ХНМ с замками из стали 40 ХН. Сварка производилась на машине сварки трением модификации МСТ 120.03. Сварка осуществлялась при следующих режимах; усилие нагрева 5,5 кгс/мм; усилие осадки 12,0 кгс/мм", общее время нагрева 25 с;1-й цикл - время вращения б свремя торможенияи остановки 1 с.;11-й цикл - время вращения б с,время торможенияи остановки 1 с;111-й цикл время вращения б с,время торможенияи остановки 1 с; И -й цикл время вращения б с,время торможенияи остановки 1 с; время осадки 2 с.При этом цикличность вращения детали составляла 8 циклов в минуту. После сварки высота грата составляла 7 мм, твердость материала зоны шва - 220-240 НБ, предел текучести 55-60 кгс/мм , при микроструктурном2анализе дефектов тина. окислов в зоне шва не наблюдалось, При испытании образцов на разрыв разрушений по шву не наблюдалось.Для сравнения производили сварку образцов труб тех же размеров и по тем же режимам согласно известному способу, Скорость вращения была постоянной и составляла 600 об./мин.После сварки высота грата составляла 7 мм, твердость 180-190 НБ, предел текучести 40-45 кгс/мм, при микроструктурном анализе в зоне сварного соединения были обнаружены дефекты типа кислородной сыпи. При испытании образцов наблюдались разрушения по шву.Применение предложенного способа по.сравнению с известным обеспечивает повышение качества сварного соединения. Это обусловлено тем, что в процессе вращения свариваемых деталей они во время нагрева на мгновеТираж 110 Государствен делам изобрет Москва, Ж,/22ВНИИП Заказ Пго комитета СССий и открытийаушская наб., д сное 5 113035 илиал ПНП "Патент", г роектная, .4 горо ние останавливаются, и в этот момент происходит взаимное проникновение впадин и выступов поверхностейконтакта, что резко увеличивает фактическую площадь контакта и, следовательно, повышает прочность шва, 5а также предупреждает появление дефектов в зоне сварного соединения. формула изобретения10Способ сварки трением путем относительного вращения деталей с одновременным осевым подпором, о т л и "ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества сварного соединения, вращение чередуют с кратковременными остановками свариваеьыхдеталей.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 529921, кл. В 23 К 20/12, 1976.2. Вилль В.И. Сварка металловтрением. Л., "Машиностроением, 1970,с, 7 (прототип ) .