Способ сварки трением полой детали с заглушкой

 

Изобретение относится к способам сварки трением полых деталей с заглушками . Оно м. б. использовано для заварки полых цилиндрических деталей, например труб, а также отверстий в корпусных деталях . Цель - упрощение конструкции машины для сварки трением. Подаваемую в зону сварки заготовку заглушек выполняют в виде элемента с последовательно чередующимися большим и малым сечениями, причем большое сечение выполняют в соответствии с размерами заглушки. Заготовку заглушек устанавливают во вращаемом патроне , вводят свариваемые поверхности в соприкосновение , осушествляют нагрев и проковку . После этого, не раскрепляя сваренных деталей, производят кратковременное включение привода вращения. Происходит механическое разрушение заготовки по меньшему сечению. При реализации способа не требуется специальных зажимных устройств для крепления заглушек, имеющих малую толщину. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 В 23 К 20/12

8.": Е063й М

ПАИ1-;ii> . =-..-.-.МЕ. ;AR

БИБЛ>1О: = Л 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3787747/25-27 (22) 06.09.84 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (72) В. В. Бакотин и М. В. Жеребцов (53) 621.791.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 534328, кл. В 23 К 29/12, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1073047, кл. В 23 К 20/!2, 1982. (54) СПОСОБ СВАРКИ TPEHHEM ПОЛОЙ ДЕТАЛИ С ЗАГЛУШКОЙ (57) Изобретение относится к способам сварки трением полых деталей с заглушками. Оно м. б. использовано для заварки полых цилиндрических деталей, например труб, а также отверстий в корпусных деталях. Цель — упрощение конструкции машиИзобретение относится к сварке металлов трением и может быть использовано для заварки полых цилиндрических деталей, например труб, а также отверстий в корпусных деталях.

Цель изобретения — упрощение конструкции машины для сварки трением за счет исключения специальных зажимных устройств дл я за готовки заглушек.

На фиг. 1 изображена заготовка заглушек для заварки трением лолой цилиндрической детали, например трубы; на фиг. 2— то же, в случае сварки трением торцов двух концентрично расположенных одна в другой труб (конструкция теплообменной аппаратуры); на фиг. 3 — схема заварки отверстия в корпусной детали (заглушка приварена к детали).

Заготовку заглушек для реализации способа выполняют в виде стержня с последовательно чередующимися сечениями большо„„Я0„„1466896 А 1 ны для сварки трением. Подаваемую в зону сварки заготовку заглушек выполняют в виде элемента с последовательно чередующимися большим и малым сечениями, причем большое сечение выполняют в соответствии с размерами заглушки. Заготовку заглушек устанавливают во вращаемом патроне, вводят свариваемые поверхности в соприкосновение, осуществляют нагрев и проковку. После этого, не раскрепляя сваренных деталей, производят кратковременное включение привода вращения. Происходит механическое разрушение заготовки по меньшему сечению. При реализации способа не требуется специальных зажимных устройств для крепления заглушек, имеющих малую толщину. 3 ил.

2 го Dи,малого d диаметров. Длина I сечения — диаметром D — соответстзует толщине заглушки 1, а длина l сечечия диаметром d — зависит от способа изготовления заготовки. В случае исцользования заготовки для сварки торцов двух концентрично расположенных одна в другой труб 2 и 3 ее выполняют с осевым отверстием диаметром di, равным условному проходу D, трубы 2 меньшего диаметра. Заготовку можно использовать и для заварки отверстия в корпусной детали 4.

Сварка трением осуществляется следующим образом.

Полую цилиндрическую деталь 5 закрепляют в зажиме невращающейся детали (не показано), а заготовку заглушек — в цанговом патроне 6, связанном с приводом вращения, причем заготовка выступает из патрона на величину, равную сумме сечений большого D и малого d диаметров. Вводят

1466896 свариваемые поверхности в соприкосновение, заготовке сообщают вращение с прилножением осевого усилия нагрева, а затем, после торможения и проковки, не раскрепляя сваренных деталей, производят кратковременное включение привода вращения. Г1ри этом происходит механическое разрушение заготовки по меньшему сечению. Затем про:,изводят раскрепление и выгрузку детали с

|приваренной к ней заглушкой 1, а загоовку заглушек перемещают на шаг, равный 10 сумме длин L+l сечений большого D и малого d диаметров, при помощи известных механизмов шаговой подачи. Весьма важным для реализации способа является расчет малого диаметра заготовки. 1

Способ сварки трением был опробован при сварке образцов труб из стали 45 диа)метром 40 мм и толщиной стенки 2,8 со стержнем переменного сечения из стали 45; больший диаметр 0=40 мм, 6=2 8, мм, Меньший диаметр d=10,5 мм, l=1,5 мм (для 20 рбеспечения отрыва заглушки в месте ее контакта с элементом меньшего сечения послед ний может быть выполнен конусообразным).

Сварка производилась на машине сварки трением МСТ вЂ” 2001.

Расчет малого диаметра d заготовки производился исходя из условия прочности

М» 1 » (т)к

30 где М» — максимальный крутящий момент, допустимый для оборудования, на котором производится сварка;

W — момент сопротивления вала сплошного сечения при кручении W =

=0,2d .

ЗБ

Так как M» — — 97400 — кг/см, где У вЂ” мощность привода вращения, кВт; п — скорость его вращения, то для искомого сечения где А — коэффициент, зависящий от величины допускаемого сопротивления на кручение (т).

Так как для стали при (т)»=490—

l20 кг/см А=9 — 14,4, то, учитывая коэффициент запаса прочности (n)=2, завышаем (т)„до 90 кг/см- и методом интерполяции находим А=3,1.

Тогда искомый расчетный диаметр равен

Таким образом, момент сопротивления W< сечения малого диаметра d, подлежащего разрушению, будет заведомо меньше максимального крутящего момента М„, допустимого для оборудования, на котором производится сварка. г1ля МСТ вЂ” 2001 мощность привода вращения N=40 кВт, скорость вращения л=

=1000 об./мин d=10,6 мм.

Сварку осуществляют при следующих режимах: усилие нагрева 3,8 кгс/мм-; усилие проковки 7,0 кгс/мм ; машинное время сварки 12 с.

Через 1 с после завершения проковки включают (в наладочном режиме) привод вращения. Происходит механическое разрушение меньшего диаметра заготовки, после чего трубу с заверенным торцом и заготовку заглушек раскрепляют.

При реализации способа не требуется специальных зажимных устройств для крепления заглушек, имеющих малую толщину.

Формула изобретения

Способ сварки трением полой детали с заглушкой, при котором осуществляют подачу заготовки заглушек в зону сварки, отделение каждой заглушки от заготовки и проковку, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции машины для сварки трением за счет исключения специальных зажимных устройств для заготовки заглушек, заготовку выполняют в виде элемента с последовательно чередующимися большим и малым сечениями, при этом большое сечение выполняют в соответствии с размерами заглушки, а отделение заглушки от заготовки производят после проковки посредством приложения к заготовке крутящего момента.

1466896

3 Z

Составитель И. Фе1ицина

Реда кто р Н. Л а за репко Текред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 1099/!2 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на 6., д. 415

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гнгнрн нь 101