Способ сварки трением через промежуточную прослойку
Изобретение относится к способам сварки трением через промежуточную прослойку из материала менее прочного, чем материал свариваемых заготовок. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений за с.чет увеличения стабильности толщины промежуточной прослойки. Для этого контроль за толщиной прослойки осуществляют по моменту трения, проковку включают при его втором возрастании. При этом на первом этапе сваривают заготовки Б и В. Грат удаляют. Отрезают часть заготовки из материала В. Приваривают заготовку из материала А к прослойке из материала В. Снимают грат. 3 ил., 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5D 4 В 23 К 20 12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21} 4262664/31-27 (22) 16.06.87 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (71) Институт электросварки им. Е. О. Патона и Волковысский завод литейного оборудования (72) Ю. А Миргород, И. А. Цуру,„, Е. А. Богатырев, И. А. Черненко.
А. Т. Дышленко, И. А. Безпрозванный, И. А. Андрошук и Я. М. Гостомельский (53) 621.791.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1348119, кл. В 23 К 20/12, 1985.
Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при изготовлении деталей методом сварки трением.
Целью изобретения является повышение качества сварных соединений за счет обеспечения стабильности толщины промежуточной прослойки.
На фиг. 1 показана последовательность операций сварки заготовок из материалов А и
Б через прослойку из материала В; на фиг. 2 — кривые изменения осевого усилия Р, частоты врашения шпинделя и, момента трения М, и скорости пластической деформации V„,; на фиг. 3 — зоны радиального Л и тангенциального А> течения металла.
Предлагаемый способ заключается в сваривании заготовки из материала А и Б через прослойку из материала В (фиг. 1а).На первом этапе сваривают заготовки из материалов Б и В между ° собой (фиг. 1б). Затем грат удаляется и отрезается часть заготовки из материала В (фиг. 1в) .
Следующим этапом является приварка
„„Я0„„1466897 А 1 (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ ЧЕРЕЗ
ПРОМЕЖУТОЧНУЮ ПРОСЛОЙКУ (57) Изобретение относится к способам сварки трением через промежуточную прослойку из материала менее прочного, чем материал свариваемых заготовок, Цель изобретения — повышение качества сварных соединений за счет увеличения стабильности толщины промежуточной прослойки.
Для этого контроль за толщиной прослойки осуществляют по моменту трения, проковку включают при его втором возрастании.
При этом на первом этапе сваривают заготовки Б и В. Грат удаляют. Отрезают часть заготовки из материала В. Приваривают заготовку из материала А к прослойке из материала В. Снимают грат. 3 ил., 2 табл. заготовки из материала А к прослойке из материала B и снятие грата (фиг. 1г).
При сварке трением двух заготовок, к одной из которых приварена промежуточ",àÿ прослойка определенной толщины из менее прочного и более пластичного металла, чем vçòåðèàëû свариваемых заготовок, изменение паряметров М„, V происходит сначала так же, как и при сварке заготовки с цельной заготовкой из материала прослойки: момент трения М1р возрастает, достигает максимального значения, уменьшается и становится постоянным. Скорость пластической деформации V., возрастает и тоже становится постоянной одновременно с моментом трения
Мр. Однако в процессе сварки тол цина прослойки уменьшается и вытеснение металла прослойки в грат становится более затруднительным, что вызывает уменьшение скорости пластической деформации V„, н возрастание момента трения М . Причем уменьшение V„«M р происходит неодновременно (фиг. 2). Физический
1466897
Таблица
Соединения
Е,, мм
У!11а вp
08 085 09 1,1 1,17 1,2 093 1,0
2б0,8 258,3 255,9 2-i3,1 240,7 230,2 250,5 251,0 смысл этого явления заключается в следующем.
В установившейся стадии процесса сварки трением металл при выдавливании в грат испытывает радиальное перемещение в зоне
Шириной Ai и тангенциальное в зоне шириной Л. (фиг. За), зависящее от параметров режима сварки трением, материала и разМера свариваемых заготовок. Уменьшение происходит при условии, что толщина рослойки о становится меньше ширины зоны ! адиальных деформаций Л (фиг. Зб). Повы шение момента трения М.,р происходит при уменьшении толщины прослойки о менее -оиы тангенциальных деформаций Л (фиг. Зв) .
Ширина зоны радиальных деформаций
Л больше ширины зоны тангенциальных деформаций Л2. Поэтому снижение скорости г!ластической деформации происходит раньitic (в момент времени ti), а повышение ь омента трения ̄— позже (в момент времени t ) на фиг. 2. Следовательно, в момент повышения М, прослойка будет бо..ice тонкой, чем в момент снижения V„,.
Использование в качестве параметра, по которому осуществляется контроль за толщи ой прослойки, М позволяет получить ,олыцую стабильность толщины прослойки в! стыке, так как в этом случае на толщину прослойки в меньшей степени влияет начальная температ, ра торцов. изменение химическси-о состава свариваемых материалов, отклонение параметров сварки (давление, частота вращен . я), отношения диаметров !аготовок. Кроме Tого, в случае использования оса о.ной матрицы, она в меньшей мере влияет На М»„, чем на скорость осадки
Ч„„что позволяет более точно контролировать величину прослойки при управлении процессом сварки трением по М . Поскольку от толщины прослойки зависит прочность сварного соединения, то повышение стабильности ее ооеспечивает повышение качества, т. е. повышение прочности. В связи с этим в некоторых случаях, когда жестко заданы требования к сварному соединениею, управление по 3 Д,, в отличие от управления М „, :,.ожет оказаться неприемлемым.
Пример. С помощью сварки трением соединяк т загoT03ки (7l 25 мм из стали 40Х и боонзы БрО!2 через прослойку из меди Мl.
На первом этапе к заготовке из стали 40Х приваривают заготовку Я 25 мм из меди М!. Толщина слоя меди после механической обработки бо составляет 5 — 20 мм.
Затем к полученному биметаллическому соединению приваривают заготовку из бронзы БрО!2, Режим сварки следующий: частота вращения 16,6 с, давление нагрева
106,8 МПа; давление проковки 160,2 МПа; время проковки З,O с.
10 Сварку выполняют при регулировании процесса по скорости пластической деформации V„„H при регулировании по возрастанию момента трения М в стыке. В полученных соединениях измеряется толщина
Hooìåæóòo÷íoé прослойки о, после чего они испытываются на растяжение и определяют предел прочности олр.
Полученные результаты приведены в табл. l.
При этом 6„„=-230,2 МПа;
Результаты сварки при управлении процессом по второму возрастанию момента трения в стыке приведены в табл. 2. При этом o „„H — — 256 МПа; о,,=й = 262 7 МПа Из полученных данных следует, что среднее значение прочности сварных соединений, полученных по предлагаемому способу на 5,3% больше, а минимальное (т. е. гарантированное) — íà 10% больше. Формула изобретения Способ сварки трением через промежуJ точную прослойку из материала менее прочного, чем материалы свариваемых заготовок, при котором в течение нагрева по одному из параметров процесса сварки осуществляют контроль за толщиной прослойки и в определенный момент включают проковку, отличающийся тем,. что, с целью повышения качества сварного соединения путем повышения стабильности толщины промежуточной прослойки, контроль за толщиной прослойки осуществляют по моменту трения, а проковку включают при его втором возрастании. 1466897 Таблица 2 Соединение Показатели 6 ., MMM МПа 1 2 3 4 5 6 7 8 0,6 0,63 0,72 0,7 0,85 0,87 0,9 0,82 270,6 269,1 264,7 265,7 258,4 257,8 256,0 260,0 1466897 Составитель И. фелицина Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верее Корректор М. Максимишинеп Заказ 1099/12 Типаж 892 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! !3035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!
