Способ инерционной сварки трением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5>) g В 23 К 20 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ А+4 — d

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3760898/25-27 (22) 29.06.84 (46) 07.03.86. Бюл. № 9 (71) Ордена Ленина и ордена Трудового

Красного Знамени институт электросварки им. Е. О. Патона (72) Л. В. Литвин, И. А. Черненко, А. Т. Дышленко и В. И. Тишура (53) 621.791.14 (088.8) (56) Патент США № 3235165, кл. В 23 К 27/00, 1966.

Авторское свидетельство СССР № 1038147, кл. В 23 К 20/12, 1982. (54) (57) СПОСОБ ИНЕРЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ разнородных металлов, включающий нагрев зоны соединения энергией, запасенной вращающимися массами при приложении осевой нагрузки, которую при

„„SU„„1215925 A заданных условиях увеличивают, отличаюи!ийся тем, что, с целью упрощения процесса управления сваркой и повышения качества сварных соединений, в процессе сварки измеряют высоту вытесненного в грат металла с меньшей деформируемостью и повышение осевой нагрузки осуществляют при значении высоты, определяемой из зависимости где у — высота вытесненного в грат металла с меньшей деформируемостью, мм;

d — диаметр свариваемых материалов, мм;

А — коэффициент, определяемый в зависимости от марки свариваемых металлов и их диаметров, мм.

1215925

V=- (D — d ) а где V—

D—

d— а—

Так как

D=d+2y.

20 где у— то

V=-- (d +4dy+4y — d ) a;

25 так как — =32 ... 33, V

2т ° à

Составитель И. Фелицина

Техред И. Верес Корректор И. Муска

Тираж 1000 Подп исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Пушненкова

Заказ 938/15

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при изготовлении деталей методом инерционной сварки трением.

Цель изобретения — упрощение процесса управления инерционной сваркой трением и повышение качества сварных соединений.

На чертеже изображена схема осушествления способа.

На расстоянии 1,5 — 2 мм от стыка свариваемых деталей 1 и 2 в изолированной обойме 3 размещена направляющая 4, в которой в осевом направлении может перемещаться шток 5. Направляющая 4 включена в электрическую цепь питания реле 6 от источника питания U. через станину машины (не показана) . Шток 5 взаимодействует с электромагнитом 7 через пружину 8.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью регулировочных винтов (не показаны) обойма 3 со штоком 5 устанавA+d — d ливается на расстоянии у=, — — — — от

2 детали 2. В процессе инерционной сварки трением, когда произойдет достаточное пластическое течение детали 2 (пластическая деформация показана пунктиром) замыкается электрическая цепь, срабатывает реле 6 и подается команда на переключение осевого усилия и на срабатывание электромагнита 7.

Электромагнит 7 удаляет шток из зоны сварки, что предотвращает его поломку гратом, который образуется в окончательной фазе процесса.

Пример. Проводится инерционная сварка сталей ЭП 303 (55Х 20 Г9АН4) со сталью

40ХН на лабораторной установке, диаметры свариваемых заготовок 9 мм. Режим сварки: частота вращения 400 I/с; момент инерции маховика 8,5)(10 кг м, усилие Pi=8 кН, усилие Р2=16 кН. В процессе сварки, когда грат касается штока 5, происходит замыкание электрической цепи (11"=15 В), срабатывает реле 6 (РЭС15) и подаются команды на переключение осевого усилия от Pi=8 кН на Р2=16 кН и на срабатывание электромагнита 7. После окончания процесса сварки и извлечения сваренных деталей из зажимов машины электромагнит 7 отключается и шток

5 воаврадсается в исходное состояиие.

/А+ 4 — 4

Зависимость у= — — является

2 эмпирической, установлена и проверена многочисленными экспериментами.

В результате механических испытаний и металлографических исследований сварных соединений определено, что для получения качественных соединений при ИСТ разнородных металлов .таких как: ЭИ69+40Х;

Р6М5+сталь 45; Р18+сталь 45; 1Х18Н10Т+ ст. 3; 1Х18Н10Т+сталь 45; ЭПЗОЗ+40ХН;

40Х+36МХТЮ; 40Х+14Х20Н25В5М, диаметром 6 — 25 мм объем выдавливаемого в грат металла с меньшей деформируемостью составляет 200 — 210 мм независимо от свариваемых диаметров, а ширина грата (до

10 проковки) 2 мм.

Объем выдавленного в грат металла определяется из формулы объем выдавленного в грат металла; диаметр грата; диаметр свариваемых заготовок; ширина грата, равная 2 мм. увеличение радиуса свариваемой заготовки или «высота» грата, после упрощения получим у +dy — — =О, 2

2та

2 (т. к. нас интересует только увеличение диаметра, то второй корень решения отбрасываем) получаем

Таким образом, коэффициент А для ИСТ материалов, диаметры которых укладываются в пределы 6 — 25 мм, равен 130.

При использовании указанной зависимости для ИСТ материалов, имеющих различный диаметр (в случае, когда меньший диаметр не превышает 25 мм), также получены положительные результаты. В этом случае измерение величины у производят на детали меньшего диаметра.

Предлагаемый способ упрошает ведение процесса, позволяя четко и достаточно просто осушествлять двухступенчатый цикл осе50 вого усилия при ИСТ, и уменьшает процент брака, так как обеспечивает гарантированную осадку менее деформированного металла.