Способ сварки трением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1402418 (51)4 В 23 К 20/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !.-,, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1180209 (21) 4119956/25-27 (22) 20.06 ° 86 (46) 15.06.88. Бюл. Ф 22 (72) В.Г.Гельман (53) 621. 791. 14 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1180209, кл. В 23 К 20/12, 1984. (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к способам сварки трением, может быть использовано для изготовления теплообменных устройств, а также для приварки фланцев к патрубкам. Цель изобретения — повышение качества сварного соединения путем обеспечения постоянства толщины стенок деталей в зоне контакта. К одной из свариваемых деталей в процессе ее вращения относительно процольной оси другой детали прикладывают осевое усилие. Постоянный ввод в зону контакта металла одной из деталей обеспечивает восстановление толщины ее стенки в зоне сварки. 6 ил.! 402418

Изобретение относится к машиностроению, а именно к сварке трением, и может быть использовано для изготовления теплообменных устройств, а также для приварки фланцев к патрубкам.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения путем обеспечения постоянства толщины стенки деталей в зоне разогрева и сварки.

На фиг.1 изображено взаимное рас-.

:, положение конструктивных деталей в исходном положении (при "-акреплении

, трубы), на фиг.2 — то же, в момент

: приложения усилия разогрева Р, на . фиг.3 — то же, в момент приложения усилия выдавливания материала охватываемой детали в зону контакта; на фиг.4 и 5 — формообразование сварного соединения; на фиг.6 — сварка трубчатого нагревателя со штуцером.

Способ сварки труб с трубной решеткой осуществляется следующим образом.

Охватывающую деталь, например трубную решетку 1, с предварительно выполненными в ней отверстиями за,крепляют жестко и соосно устройству для сварки . В отверстие решетки 1 с гарантированным зазором вводят трубу 2, перемещают ее в плоскости, перпендикулярной продольной оси, до соприкосновения со стенкой отверстия, прижимают в месте контакта и сообщают орбитальное движение, в результате чего труба перемещается относительно оси отверстия по его окружности с заданной для конкретного матери У

asra трубы и решетки угловой скоростью (1500 -3000 об/мин). Величина усилия прижима в месте контакта постоян.на и составляет 1-5 кг/мм2, Одновременно с орбитальным движе45 нием к торцу трубы вдоль ее оси прикладывают усилие Q выдавливания материала трубы в зону контакта деталей.

В результате в месте сварки контактирующие поверхности пластически дефор f мируются,- длина трубы над варным

Швом уменьшается и в зоне хонтакта (сварки) деталей образуется наплыв металла, восстанавливающий толщину

Стенки.

После разогрева трущихся поверхна-55 стей до необходимой температуры и образования наплыва вращающуюся трубу останавливают,. нагрузку снимают, а затем осуществляют разжим разогретой части трубы до соприкосновения с разогретой стенкой отверстия по всей его Окружности с усилием проковки (5-10 к г /мм ) .

Усилие прижима при разогреве, скорость вращения трубы, усилие проковки и выдавливания материала трубы задаются в зависимости от диаметров трубы и отверстия трубной решетки, толщины стенки трубы и используемых при их изготовлении материалов, Описанным способом возможна вварка в трубную решетку обоих концов трубы U-образной формы.

Сварка трением обоих концов U-образной трубы с трубной решеткой осуществляется следующим образом.

Закрепляют трубу путем введения цанги 3 в один из концов трубы и ее последующего зажатия. Затем конец трубы подводят,цо соприкосновения со стенкой отверстия трубной решетки и прижимают в месте контакта с усилием, необходимым для разогрева стенок трубы и отверстия решетки до температуры сварки.

Дпя стальной трубы (Ст3), наружный диаметр которой 16 мм, и стальной трубной решетки„ диаметр отверстия которой 17 мм, удельное давление в месте контакта составляет около

5 кг/мм, а общее усилие прижима I00 кг. С этим усилием трубу прижимают к стенке отверстия и сообщают трубе орбитальное перемещение относительно оси отверстия... При этом наружная поверхность трубы последовательно по ходу движения всеми точками соприкасается со стенкой отверстия.

Скорость перемещения конца трубы относительно оси отверстия составляет

2000 об/мин.

Точка приложения нагрузки в 100 кг последовательно перемещается по окружности отверстия в направлении перемещения трубы, в результате чего сопрягаемые поверхности в течение

5-6 с,, разогреваются до температуры сварки (около 1300 С).

Одновременно с началом орбитального перемещения трубы к ее торцам вдоль ее оси прикладывают усилие выдавливания материала трубы в зону контакта деталей, величина которого составляет 40 кг, Затем орбитальное перемещение конца трубы прекращают, нагрузку снима1402418

Puz2 ют. Разогретую часть рубы (ее торцовую часть) разжимают, прижимают к стенке отверстия с удельным давлением 10 кг/мм в течение 3-4 с и осу5 ществляют сварку, в результате чего образуется соединение трубы с трубной решеткой.

Сварка обоих концов трубы может осуществляться последовательно или одновременно.

В тех случаях, когда труба вваривается не в трубную решетку, а, например, в штуцер, охватывающая деталь тоже имеет форму трубы (например, штуцер трубчатого электронагревателя, см. фиг.б).

В этом случае трубчатый нагреватель закреплен неподвижно, а штуцер, зажатый цангой 3 и обжимным конусом

4, совершает орбитальное движение.

Конус 4 прижимает штуцер к трубе в период разогрева металла, а затем опрессовывает его. Усилия для набора металла прикладывают к охватывающей детали.

Предлагаемый способ позволяет повысить качество сварного соединения за счет постоянного ввода в зону разогрева металла одной из деталей, что обеспечивает восстановление толщины ее стенки в зоне сварки.

Ф о р м у л а и з с б р е т е н и я

Способ сварки трением по авт. св.

Ф 1180209, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем обеспечения постоянства толщины стенок деталей в зоне контакта, к одной из свариваемых деталей, в процессе ее вращения относительно продольной оси другой детали, прикладывают осевое усилие..1402418

Составитель И.Фелицина

Техред И.Верес Корректор В.Бутяга

Редактор Л. Веселовская

Заказ 2808/8

Тираж 921 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4