Способ сварки трением

,БО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ7росварки м. Е. О. ПаА, Черненко, В. И, Тишура дев, И. . Литвин 8) Сварка м троение,таллов трени, с. 61,ССР 1983. льс К 20 АРКИ ТРЕ относится сти к сп соединений Целью из ация проц рного соед температу(54) СПОСОБ СВ (57) Изобретение технике, в частно ния неразьемных ем сварки трением ляется интенсифик шение качества сва перераспределения к сварочнои обу получес примененибретения явсса и повыия за счет о поля по нен ног ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Вилль В, И.ем. Л.: Машино.рис. 29.Авторское свидетМ 1209398, кл. В 23 свариваемому сечению. В процессе нагрева производят изменение осевого давления по периодическому закону от максимально допустимого значения до минимального, обеспечивающего выдавливание окисных пленок из стыка с определенной частотой, определяемой из зависимости ( = А/д, где А - коэффициент, равный 8 1 О"/Е; Е - модуль нормальной упругости; д - диаметр свариваемых материалов. В случае сварки разнородных металлов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, давление нагрева изменяют в течение всего времени нагрева, а в случае сварки однородных металлов, покрытых слоем окалины, давление нагрева изменяют до достижения моментом трения установившегося значения. Затем осуществляют проковку. Особенно эффективен способ при сварке тугоплавких материалов со сталями, а также металлов, торцы которых покрыты окисной пленкой.2 з.п ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при изготовлении деталей методом сварки трением.Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение качества сварного соединения за счет перераспределения температурного поля по свариваемому сечению.На фиг 1 приведены кривые изменения величины осадки Л 1, осевого усилия Р и скорости вращения и; на фиг. 2 - типичные формы сварных соединений, полученных при различных значениях осевого усилия: а) при малых осевых усилиях (давление в стыке при сварке малоуглеродистых сталей равно 10 - 50 МПа); б - при больших осевых усилиях (давление в стыке при сварке малоуглеродистых сталей более 80 МПа); на фиг 3 - кривые изменения осевого усилия Р, скорости вращения и и момента трения М.Способ осуществляется следуюгцим образом.Свариваемые детали приводят в относительное вращение с одновременным приложением давления нагрева, которое изменяют по периодическому закону от максимально допустимого значения, зависящего от площади поперечного сечения и свойств свариваемых материалов, до миггимального, обеспечивающего выдавливание окисных пленок из стыка с определенной частотой, выбираемой по эмпирической зависимостиА 1 15 огде А коэффициент, определенный экспериментальным путем и соответст 8 10"вующий АЕ - модуль нормальной уггругости, МПа; д - диаметр свариваемых материалов,Мм.В результате периодического изменения давления нагрева с указанной частотой зона максимального тепловыделения перемешается по поверхности трения, снижается напряжение текучести, разрушаются окисные и другие пленки, создается мелкозернистая и однородная структура. При отклонении значения 1 от вычисленного из соотношения более чем на 15 о эффект от изменения усилия снижается, что приводит не только к снижению производительности, но и вызывает непровары в центре и на периферии соединения.В случае сварки разнородных металлов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, давление нагрева изменяют по периодическому закону в течение всего времени нагрева, а в соотношение для определения 1 подставляют модуль нормальной упругости металла с меныией упругостью.Формула изобретения 40 1. Способ сварки трением, в кл юча ю щи й относительное вращение деталей с приложением давления нагрева и последующую проковку, при котором давление нагрева изменяют по периодическому закону от максимально допустимого значения до минимального, обеспечивающего выдавление окисных пленок из стыка, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения качества сварного соединения за счет перераспределения температурного поля по свариваемому сечению, частоту изменения давления нагрева выбирают из соот- ношения 45 50 г - 1 15 дI, - о где 1 - частота колебаний, Гц; А - коэффициент, определяемый из зави 2В Случае сварки Однородных металлов,покрытых слоем окалины, периодическое изменение давления нагрева прекращают при установившемся значении момента трения, а затем осуществляют проковку.Пример 1. Производят инерционную сварку трением жаропрочной стали ЭИ - 69 со сталью 40 Х на машине СТ - 100, диаметр свариваемых заготовок 16 мм. Режим сварки: частота вращения 270 с; момент инер ции вращающихся частей машины 0,6 кг м";усилие Рнакс 20 КН; усилие Рннн 13,5 КН; усилие Р 2 35 кН; частота изменения усилия2,5 Гц, частота вращения, при которойпереключают усилие до Р 2, равна 27 с . При этом суммарная осадка Л 1 7,2 мм, а время сварки 4 с, в то время как в известном способе время сварки составляет 5,1 с.Лример 2, Производят инерционную сварку трением ванадия со сталью Ст 3 на ма шине СТ - 100, диаметр свариваемых заготовок 30 мм. Режим сварки: частота врагцения 270 с , усилие Р-. 45 кН; усилие Р 12 кН; усилие Р 2 60 к Н; частота 1 2,0 Гц, частота врацгения, при которой проводят переключение усилия до Р 2, равна 27 с . При 25 этом суммарная осадка М 4,3 мм; времясварки 1 8,4 с, прочность при растяжении 420 МПа, в то время как в известном способе время сварки составляет 10,6 с, а прочность при растяжении 310 МПа.Предлагаемый способ наиболее эффективен при сварке материалов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, например тугоплавких материалов со ста.лями, и при сварке металлов, торцы которых покрыты окисными пленками, так как при этом обеспечивак 1 тся более интенсивный прогрев свариваемых стыков, улучшение деформируемости материалов и разрушение окисных пленок.1375423 иг. 2 Я10 ьсимости АЕ - модуль нормальной упругости, МПа:д - диаметр свариваемых материалов,мм. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае сварки разнородных металлов с резко отличающимися теплофизическими свойствами, давление нагрева изменяют по периодическому закону в течение всего времени нагрева, а в соотношение подставляют модуль нормальной упругости металла с меньшей упругостью.3. Способ по п, 1, отличающийся тем, что в случае сварки однородных металлов, покрытых слоем окалины, периодическое изменение давления нагрева прекращают при установившемся значении момента трения.Составитель И. ФелицинаРедактор А. Козориз Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи3 а к аз 442/14 Тираж 920 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4