Способ сварки трением

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советск икСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Гесударстеенный комнтет СССР Опубликовано 07. 03,83. Бюллетень Рй 9Дата опубликования описания 1 0 . 03 . 83(72) Авторы изобретения Г.В. Белошапкин, В.В. Кривошеев и А.ППутинцев Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им С.И.Кироваи 5-й Государственный подшипниковый завод(54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕИ Изобретение относится к процессам обработки металлов давлением, а именно к. сварке трением неповоротных стыков.Известен способ сварки трением, по которому обе свариваемые детали сжи 5 мают, вращают в одну сторону с одинаковой угловой скоростью, оси вращения расположены параллельно, а перед проковкой оси совмещаются 1 1 1Недостатком этого способа является то, что при вращении свариваемых деталей возникают радиальные нагрузки, эквивалентные осевым, это приводит к усложнению конструкции подшипникового т узла, к снижению его работоспособности и надежности., кроме того, этим способом невозможно производить сварку неповоротных стыков.20Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ сварки трением, при котором осуществ-, ляют перемещение одного из сваривае- . гмых торцов относительно другого вокруг неподвижного центра2 .Недостатком этого способа сварки трением яцляется то, что при пространственном движении одного из свариваемых торцов, как показали проведенные эксперименты, не обеспечивается равномерное распределение сжи" мающего усилия по торцу и как след" ствие, температуры, что существенно снижает качество сварного соединения, Эти недостатки вызваны взаимной не- параллельностью свариваемых поверхностей.Целью изобретения является повышение качества сварного соединения.Цель достигается тем, что в способе сварки трением, при котором осуществляют перемещение одного из свариваемых торцов относительно другого вокруг неподвижного центра, второму свариваемому торцу сообщают в противофазе и синхронно первому перемещение вокруг неподвижного центра, при3 10021этом перпендикуляры, восстановленныеиз неподвижных центров на свариваемые торцы, остаются параллельными,Перемещение свариваемым торцамсообщают по сфере или колебательное5в одной плоскости.При таком взаимном перемещениисвариваемых торцов кинематически исключается раскрытие стыка, усилиесжатия равномерно распределяется поплоскости взаимного контакта и скорость относительного скольжения одинакова в любой точке, следовательногенерирование тепла происходит равномерно по всей плоскости и не зависит от размеров и формы свариваемыхторцов, Равномерное генерированиетепла приводит к повышению качества сварного соединения, снижению внутренних термических напряжений, интенсификации процесса.На фиг. 1 и 2 изображены схемы двухвариантов осуществления предлагаемогоспособа,На чертежах показаны свариваемаядеталь 1, силовой гидравлический цилиндр 2, коленчатый вал 3 с переменным кривошииом, упорные штанги 4, зажимное устройство 5.По схеме, изображенной на фиг. 1,сварку производят следующим образом:свариваемые концы детали 1 закрепляютв зажимном устройстве 5, торцы сжимаются посредством упорных штанг 4 исилового гидравлического цилиндра 2,Свариваемые торцы взаимно перемещаютс помощью коленчатого вала с переменным кривошипом в противофазе, причем,перпендикуляры, восстановленные изцентров сфер 01, 0 2 на свариваемыеторцы, в процессе относительного дви"жения остаются взаимно параллельнымии образуют конические поверхности собщим основанием. В процессе относительного движения свариваемые торцыкинематически совмещены, следовательно, сжимающее. усилие равномернораспределяется в месте контакта, аскорость относительного скольженияв любой точке контакта одинакова ине зависит от размеров и формы сече- Мния. После достижения в стыке температуры сварки кривошипы коленчатоговала 3 уменьшают до нуля, относитель"ное перемещение свариваемых торцовдетали 1 прекращают, завершается процесс сварки трением,По схеме, изображенной на фиг. 2,сварку производят следующим образом: 20 4свариваемые концы детали 1 закрепляют в зажимном устройстве 5, торцы сжимают посредством упорных штанг 4 и силового гидравлического цилиндра 2. Свариваемые торцы взаимно перемещают с помощью двухпорзунного кривошипно-шатунного механизма с переменным кривошипом в противофазе, причем перпендикуляры, восстановленные из центров сфер 01, 02 на свариваемые торцы, перемещают в одной плоскости и в процессе относительного движения остаются взаимно параллельными. Возникающее в процессе относительного перемещения изменение межцентрового расстояния 0, 02 компенсируется силовым гидравлическим цилиндром 2. После достижения в стыке температуры сварки кривошипы коленчатого вала 3 уменьшают до нуля, относительное перемещение свариваемых торцов детали 1 прекращают, завершают процесс сварки трением.Проведенные эксперименты на установке по сварке трением, моделирующей прототип, показали, что при сферическом достижении одной заготовки с увеличением диаметральных размеров наблюдался непровар по периферии и перегрев в центральной части образца, а также некоторое увеличение времени сварки трением, Данный способ сварки исключает это явление,что благоприятно отражается на качестве сварного соединения и производительности процесса сварки.Изобретение может найти применеще для сварки трением неповоротных стыков различных деталей, например деталей, имеющих форму кольца, обойм подшипников качения, звеньев цепи и других.Формула изобретения1. Способ сварки трением, при кото- . ром осуществляют перемещение одного из свариваемых торцов относительно другого вокруг неподвижного центра, о т л и ч а ю щ и й с я, тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, второму свариваемому торцу сообщают в противофазе и синхронно первому перемещение вокруг неподвижного центра, при этом перпендикуляры, восстановленные из неподвижных центров на свариваемые торцы, остаются параллельными.5 100212. Способ по и. 1, о т л и ч а ю -. щ и й с я тем, что перемещение свариваемым торцам сообщают по сфере.3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что свариваемым тор- % цам сообщают колебательное перемещение в одной плоскости. 2 Р 4Источники информациипринятые во внимание при. экспертизеПатент СССР У. 329700,кл. В 23 К 20/12, 1970.2. Авторское свидетельство СССРН 551115, кл. В 23 К 20/12, 19711002120 Составитель В. Чабуркинесропова Техред О.Неце Редакто Корректо екмар ею в ееТираж 1104 П НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 035, Москва, Ж, Раушская набЗаказ 169 одписное СССР лиэл ППП "Патент", .г. Ужгород, ул. Проектна