Способ контроля процесса сварки трением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО А 1 1)5 В 23 К 20/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ тимальных режимах. Опред зоны пластической дефор сваркой эталона на одной товках на границе зоны пл формации выполняют коль определенной формы. На вс заготовках изделия выполн канавку на расстоянии от то вующем границе зоны пласт мании. После сварки заполнение этих канавок ным металлом с заполнени эталонном образце, Спосо упрощает процесс контроля производстве, позволяет о ректировать режимы сварк ход годных деталей и обесп достоверность получаемых р троля. 3 ил, 3 табл. расстоянии от сварного шва, равном величине зоны пластической деформации, выполняют кольцевую канавку 3.Величина зоны 1 пластической деформации зависит от свойств металла и от режимов сварки, которые регламентированы и устанавливаются необходимыми и достаточными для каждой марки металла свариваемых заготовок с тем, чтобы получить качественный сварной шов. Практически зону пластической деформации определяют следующим образом,Из партии свариваемых заготовок берут две из разнородных металлов длиной 1 и сваривают их на оптимальных для них режимах сварки с последующим контролем. После сварки замеряют длину заготовок р до сварного шва и длину деформированной том,Суть спощем,При сваритерием качестдеформациина одной из ба заключаетс е трением заготов ва в способе прин околошовной зоны заготовок (или на 1 и 2 криа степень Для этого обеих) на ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1215925, кл, В 23 К 2012, 1984.(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА СВАРКИ ТРЕНИЕМ(57) Изобретение относится к сварке металлов рением, в частности касается контроля процесса сварки,.и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении серийной продукции. Цель изобретения - упрощение контроля процесса сварки. Способ контроля сварки трением заключается в том, что изготавливают эталон путем сварки заготовок на опИзобретение относится к сварке металлов трением, в частности к контролю процесса сварки, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при изготовлении серийной продукции.Цель изобретения - упрощение контроля процесса сварки,На фиг,1 изображены свариваемые заготовки перед началом процесса сварки трением; на фиг.2-сваренные заготовки; на фиг,3 - сваренные заготовки со снятым граеляют границу мации. Перед или обеих загоастической децевую канавку ех свариваемых яют кольцевую рца, соответстической дефорсравниваютдеформированем канавки на б существеннопри серииномперативно кори, повысить выечить высокую еульгатов кон 1 Б 96227околошовной зоны 1 з (фиг,2), Тогда величина зоны пластической деформации для каждой иэ свариваемых заготовок1. .э+ (. - 2),После замеров этих заготовок обязательно проверяют качество полученного свдрного шва,В дальнейшем при сварке заготовок 1 и 2 нд одной иэ них выполняют кольцевую канавку 3 на расстоянииат торца, равном величине зоны пластической деформации,Экспериментальна установлено, чта ог 1- тимальная форма кольцевой канавки 3 должна быть треугольной. Диаметр а канавки должен быть равен О,90 5 д .:- О,950, где О - диаметр свариваемых заготовок, При этом одна иэ боковых сторон канавки, а именна та, которая удалена от сварного шва, выполнена наклонной с чглам наклона к оси заготовки ас 45 . Эксперименты показали, что форма второй стороны канавки, ближайшей к сварному шву, и угол ее наклона к оси заготовки не влияет на заполняемость канавки, а следовательно, и не влияет на контроль процесса сварки, Ширина канавки а = 0,10, где 0диаметр свариваемай заготовки,При сварке заготсвак, на одной иэ которых (или на обеих) на границе зань; пластической деформации предварительно проточена канавка 3 треугольной формы с размерами по вышеприведенным соотношениям, во время их осадки происходлт пластическая деформация в зоне разогрева. Степень деформации заготовок 1 и 2 зависит ат режимов сварки, При осуществлении процесса сварки на стабиг:ьных режимах при осадке заготовок 1 и 2 кольцевая канавка 3 полностью заполняется металлам.При отклонении ке любого из параме,- рав кольцевая канавка 3 либо не заполняется полностью, чта свидетельствует, например, об уменьшении разогрева, либо наблюдается возвышение металла в месте расположения кольцевой канавки над поверхностью заготовки, что свидетельствует, например, об увеличении времени сварки или праковочного усилия,Таким образом, отсутствие следа от кольцевой канавки на поверхности заготовки является показателем стабильности установленных параметров работы сварочной машины, которые обеспечивают получе-ие качественного сварного соединения, Наличие следа кольцевой канавки 3 на поверхности свариваемых заготовок указывает на отклонение от устанавленньо; параметров сварки (сбой), и, следовательно, на пгговедение некачественной сварки, 10 15 ном является сигналом сбоя режимов свар 30 ки, Режим сварки корректируют, сваренную 55 4 О 45 50 Способ контроля процесса сварки трением осуществляют следующим образом,Две свариваемые заготовки 1 и 2, на одной из которых (или на обеих) на границе зоны пластической деформации выполнена кольцевая канавка, устанавливают в зажимах сварочной машины. Производят сварку трением на оптимальных режимах. После разогрева заготовок 1 и 2 производят их осадку. При этом заготовки 1 и 2 деформируются в зоне пластической деформации, и канавка 3 заполняется металлом, Готовую сваренную деталь снимают са сварочной машины, При этом кольцевая канавка заполнена металлом заподлицо с наружным диаметром заготовок. Полученная деталь принимается в качестве эталона для сравнения с ней всей партии свар 1 лваемых деталей,Аналогичным оаразом производят сварку остальных заготовок партии. Каждую свареннуа заготовку сравнивают с эталоном на предмет наличия на ней после сварки кольцевой канавки. Наличие на наружной поверхности очередной сваренной заготовки незаполненной полностью металлом кольцевой канавки илл выступающего металла в месте кольцевой канавки по сравнению с эталозаготовку бракуют. Далее процесс сваркипродолжается,Таким образом, путем сравнения получаемых сварных заготовок с эталонной производят контроль процесса сварки, чта позволяет вовремя откорректировать режимы сварки и сократить процент брака получаемых сварных заготовок.Сваривали заготовки из сталей РбМ 5 и 45 Х диаметром 0 = 40 мм. На заготовке из стали 45 Х на расстоянии 12 мм от торца выполнена кольцевая канавка треугольного сечения, Ширина канавка а = 4 мм. Угол между сторонами канавки 9 ОО. Угол наклона стороны канавки, удаленной ат сварного шва а:= ЗО, Диаметр канавки(1 выполнен согласно соотношению 0,90 = (10,950 на заготовках трех партий: 1 - д = 36 мм, Й - д = 38 мм, Й - д = 37 мм,Заготовки с запредельными размерами диаметра канавки; Рl партия -б =35 мм; Ч- б =39 мм,Температуоа разогрева зоны сварки -1100 - 120 О,Зона пластической деформации заготовки из стали 45 Х 1= 14 мм,Режимы сварки приведены в табл.1.Характер заполнения канавки металловприведен в табл.2, 1696227В процессе исследований были проведены эксперименты по сварке образцов сотклонением каждого из режимов сваркипри оптимальном значении остальных. Размеры канавки - рекомендуемые, 5Пример одного из экспериментов сосбоем режима сварки - времени нагревазаготовок при неизменном (оптимальном)значении остальных режимов приведен втабл.З. 10Из табл,З видно, что при уменьшениивремени нагрева сбой одного из параметров режимов) сборка получилась некачественной вследствие недостаточного нагреваметалла и, следовательно, недостаточной 15пластической деформации его. Недостаточная пластическая деформация металла явилась и причиной неполного заполненияканавки,Увеличение времени нагрева по сравнению с оптимальным привело к повышениюпластической деформации металла. Сварочный шов при этом получен качественный, нов связи с увеличением пластической деформации увеличилась величина общей осадки 25по сравнению с оптимальной, Это привелок уменьшению длины сваренных заготовок,т,е, появляется другой дефект при сварке,Грат над поверхностью заготовок в местерасположения канавки явился показателем 30сбоя в режимах сварки, приведшем к дефекту сварки,Осуществление контроля процессасварки с помощью канавки, выполненнойпредварительно на свариваемой заготовке, 35позволяет, во-первых, упростить процессконтроля, так как нет необходимости в использовании сложной и дорогостоящей аппаратуры, с помощью которойконтролируется большое количество параметров. При сбое хотя бы одного из параметров сразу же нарушается процессзаполняемости канавки металлом, что является сигналом оператору. Во-вторых, простота способа контроля процесса сварки 45позволяет оперативно корректировать его вслучае сбоя режимов сварки и тем самымуменьшить число бракованных деталей, т.е,увеличить выход годных деталей,В-третьих, способ контроля позволяет повысить производительность сварки, так кэк не требуется клеймения заготовок, Некачественно сваренные заготовки видны визуально по заполненности канавки. Поэтому, даже если оператор ошибочно положит некачественную заготовку вместе с качественными, ее всегда можно обнаружить.Способ контроля процесса сварки дает 1000-ную достоверность, так как кольцевая канавка, выполненная на границе зоны пластической .деформации, находится под действием температуры разогоева и усилия сжатия, идентичных действующим в зоне стыка заготовок, т.е. физические процессы, происходящие при осадке сваривэемых заготовок в стыке и в зоне кольцевой канавки, идентичны.Формула изобретения Способ контроля процесса сварки трением при котором контролируют вытеснение металла из зоны деформации заготовок и при отклонения замеряемого параметра от эталонного значения деталь отбраковывают, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения контроля процесса сварки, изготавливают эталон путем сварки заготовок на оптимальных режимах, перед сваркой эталона на одной или обеих заготовках на границе зоны пластической дефоомации, возникающей а процессе сварки, выполняют кольцевую канавку треугольной в сечении формы внутренним диаметром О, который определяют из соотношения0,9 ОО == 0,950 и шириной 0,10, де Г) - диаметр свэриваемой заготовки, причем сторону канавок, более удаленную от сварного шва, выполняют под углом к оси заготовки менее 45, при сварке изделия нэ всех сваривэемых заготовках выполняют кольцевую канавку на расстоянии от торца, соответствующем границе эоны пластической деформации, и после сварки сравнивэюг заполнение этих канавок деформированным ье 1 аллом с заполнением канавки на эталонном Обоэзце.11596227 Таблица 1 1 авлени Частота ращения зремя 3 а Грвва, С)отношени 0 Хара ктения Диаметр сваримых заготовок 0,875 0,9."5 975 аверхно о Та блиц Ха р 3 ктз р за полнени канавки металлом не е времени оптимал 3испытав на аа о НОГ Отк 3 чоненил не олное зап Цефек нение длицо в в изломет канс 3 пове КИ ЗсП рхностьтезки Непровар 3 УМЕН Ь" олнени 3 УВЕЛИ еФект ет. У рхноК сть пичи Сваривае- Диамет мые стали загочс ки,ммВремя нагре вено на 206 Время нагре чено на 203 Ье пс Канс Грач Иное ъаГнад псв 1,3 отйв ДавленроковкПа НеПолное, зповерхн Результат ния образизлом в в изломееличена веОссПДКИ1 696227 орректор М.Шар рипт ак роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 О Заказ 4264 8 НИИПИ Составитель В,ЗотиТехред М, Моргентал Тираж Подписноерственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5