Осадочная матрица

 

Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при сварке трением встык разнородных металлов. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем выравнивания деформирующих напряжений сжатия в плоскости сечения сварного шва. Осадочная матрица выполнена в виде разъемного са с центральным отверстием и формирующей грат фаской. В центральном отверстии матрицы выполнены компенсатор напряжений в виде канавки фасонного профиля и деформирующий поясок, диаметр которого равен 1,1 диаметра центральною отверстия матрицы Деформирующий поясок расположен между формирующей грат фаской и компенсатором напряжений и плавно и соединяет. В процессе сварки трением заготовок с резко различающимися свойствами в осадочной матрице происходит деформация металла свариваемых заготовок в области сварного шва В результате происходит равномерное распределение напряже ний сжатия по плоскости сечения сварного соединения 1 з.п. ф-лы, 1 ил ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„, 162()251 г р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4499035/27 (22) 05.09.88 (46) 15.01.91, Бюл. № 2 (72) А. Т.,Шпак, В. С. Баранцев и П. П. Середин-Сабатин (53) 621.791.14 (088.8) (56) Сварка трением. Справочник./Под ред. В. К. Лебедева и др., Л.: Машиностроение, 1987, с. 43, рис. 2.8. (54) ОСАДОЧНАЯ МАТРИЦА (57) Изобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при сварке трением встык разнородных металлов.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения путем выравнивания деформирующих напряжений сжатия в плоскости сечения сварного шва. Осадочная матИзобретение относится к сварке металлов и может быть использовано при сварке трением встык разнородных металлов.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения путем выравнивания деформирующих напряжений сжатия в плоскости сечения сварного шва. .

На чертеже изображена конструкция предлагаемой осадочной матрицы.

Осадочная матрица представляет собой массивную разъемную шайбу 1, в корпусе которой выполнено сквозное центральное отверстие 2. Диаметр отверстия 2 на

1 — 2 мм больше диаметра свариваемой заготовки 3. В отверстии 2 выполнена формирующая грат фаска 4 с углом 30 — 45 .

В центральном отверстии 2 матрицы выполнен компенсатор 5 напряжений в виде канавки фасонного профиля, объем которой определяется положением сварного шва в начале и конце проковки. Между фаской 4 и компенсатором 5 выполнен деформирующий поясок 6, плавно соединенный с фаской 4 и компенсатором 5 напряжений. (5l) 5 В 23 К 20/12, В 21 J 13, 02

2 рица выполнена в виде разъемного корпуса с центральным отверсгием и формирующей грат фаской. В центральном отверстии матрицы выполнены компенсатор напряжений в виде канавки фасонного профиля и деформирующий поясок, диаметр которого равен 1,1 диаметра центрального отверстия матрицы. Деформирующий поясок расположен между формирующей грат фаской и компенсатором напряжений и плавно их соединяет. В процессе сварки трением заготовок с резко различающимися свойствами в осадочной матрице происходит деформация металла свариваемых заготовок н области сварного шва. В результате происходит равномерное распределение напряжсний сжатия по плоскости сечения сварного соединения. з.п. ф-лы, ил.

Экспериментально установлено, что наиболее благоприятные условия для выраг>нивания напряжений сжатия в поперечном сечении сварного шва создаются при выполнении диаметра отверстия, образованного деформирующим пояском 6, равным d=1.ldi где d — диаметр центрального отверстия матрицы 1.

Осадочная матрица работает следующим образом.

Матрицу устанавливают па торцовой стороне зажима 7, в котором устанавливают невращающуюся заготовку 3 из более пластичного материала. Вылет заготовки 3 за торец матрицы 1,5 — 2,5 мм в зависимости от диаметра заготовки 3. Торец заготовки 3, противоположный свариваемо у, опирается на основание 8. Заготовку 9 из менее пластичного металла (например. из быстрорежущей стали) закрепляют в приспособлении (не показано), IlpH помощи h()торого ей сообщается вращательное движение и перемещение вдоль оси по направлению к заготовке 3. Закрепляют заготов1620251 ки 3 и 9 и осадочную матрицу, затем осуществляют цикл сварки. После разогрева торцовых зон свариваемых заготовок производят проковку. На первой фазе проковки сближают заготовки в осевом направлении с приложением усилия сдавливания.

При этом происходит интенсивное выдавливание металла в грат вместе с окисной пленкой.

Далее операция проковки вступает во вторую фазу. Происходит дальнейшая деформация металла свариваемых заготовок, и фаска 4 матрицы заполняется разогретым металлом. При дальнейшем движении заготовки 9 заполненная металлом фаска 4 и деформ ирующий поясок 6 препятствуют дальнейшему увеличению диаметра заготовки в контактной и околошовной зоне заготовки из более пластичного металла, и проковка переходит в третью фазу. На третьей фазе проковки продолжают перемешать заготовку 9 по направлению к заготовке 3.

Так как заготовка 3 более пластичная, то заготовка 9 деформирует ее. При этом выдавленный объем металла из околошовной зоны заготовки 3 размещается в компенсаторе 5 напряжений. Движение заготовки 9 продолжают до совмещения ее торца с плоскостью наименьшего диаметра деформирующего пояска 6. При этом происходит объемное прессование контактной зоны сварного шва заготовок 3 и 9, в результате чего происходит равномерное распределсние напряжений сжатия по плоскости сварного шва, ограниченного диаметром заготовок. К этому моменту создается препят,"твие дальнейшему продвижению заготовки

9 в осадочную матрицу, и заканчивается третья фаза проковки. Процесс сварки закончен.

Выполнение осадочной матрицы с деформирующим пояском и компенсатором напряжений позволяет обеспечить степень деформации, достаточную для получения качественного сварного шва путем выравнивания величины напряжений сжатия по сечению сварного шва. Благодаря равномерному распределению напряжений по сечению сварного шва ликвидируются несплошности в зоне сварки в виде «блестящих колец», повышается качество сварного шва. Высокое качество сварного соединения позволяет изготовить хвостовую часть тяжело нагруженного инструмента из конструкционIp ной стали, что приводит к экономии, например, быстрорежущей стали. Кроме того, высокое качество сварного соединения в инструментальном производстве исключает поломку инструмента в зоне сварки, а также 5 возникновение трещин при термообработке сварного инструмента в зоне сварного шва.

Таким образом, предлагаемая конструкция осадочной матрицы позволяет повысить качество сварного соединения, в результате чего повышается надежность сварных соеди20 нений сталей, традиционно. относящихся к классу плохо свариваемых, а именно с резко различающимися свойствами. Формула изобретения

1. Осадочная матрица для проковки сварного шва заготовок из материалов с резко различающимися свойствами, выполненная в виде разъемного корпуса с центральным отверстием и формирующей грат фаской, 3р отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем выравнивания деформирующих напряжений в плоскости сечения сварного шва, в центральном отверстии выполнены компенсатор напряжений в виде канавки фасонного проЗ5 филя и деформирующий поясок, соединяющий компенсатор с формирующей грат фаской.

2. Матрица по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр деформирующего пояска составляет 1,1 диаметра центрального отверстия матрицы.

1620251

Составитель С. Малай

Редактор Т. Парфенова Техред А. Кравчук Корректор О. липпе

Заказ 4208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп ГКНТ (с СР

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

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