Способ сварки давлением

 

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель - повышение качества сварного соединения и экономия материала. Способ осуществляют следующим образом. На поверхность свариваемых материалов наносят защитно-активирующее вещество. Затем между ними располагают прокладку из углеродного волокна, детали сдавливают и подвергают высокоскоростному нагреву до температуры 1147 - 1200^oC. После изотермической выдержки детали охлаждают, в частном случае защитно-активирующее вещество наносят на прокладку. Способ позволяет повысить пластические свойства сварного соединения, исключить краевые несплошности, что позволяет повысить качество соединения и снизить объем последующей механической обработки и сократить расход сложнолегированных и инструментальных сталей. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом и может быть использовано в разных областях машиностроения. Целью изобретения является повышение качества сварного соединения и экономия материала. Способ осуществляют следующим образом. На поверхность свариваемых материалов наносят защитно-активирующее вещество, затем между ними располагают прокладку из углеродного волокна, детали сдавливают и подвергают высокоскоростному нагреву до температуры 1147 - 1200^oC. После изотермической выдержки детали охлаждают. В частном случае защитно-активирующее вещество наносят на прокладку, сварку осуществляют на воздухе. Благодаря введению дополнительной прокладки из углеродного волокна и нагреву соединения до температуры 1147 1200^oC резко увеличивается объем защитно-активирующей среды (ЗАС) в стыке ввиду пористости углеродной прокладки, что способствует повышению качества локальной защиты зоны стыка продуктами пиролиза от окисления и более длительному времени активации свариваемых поверхностей, а также активному пластическому течению приконтактных объемов свариваемых металлов под заданным давлением за счет образования эвтектики Fe-C при температуре 1147 1200^oC, необходимой концентрации 3,8 4,3% и, как следствие, активной миграции раздела с образованием соединения по всей свариваемой поверхности, что обеспечивает повышение качества соединения и экономию металла за счет снижения объема последующей механической обработки. Нижний предел температуры нагрева соединения 1147^oC выбран из условия нижней границы образования эвтектики железо-углерод, обеспечивающей активное пластическое течение приконтактных объемов свариваемых материалов. Верхний предел температуры нагрева соединения 1200^oC обусловлен тем, что при дальнейшем ее повышении резко увеличивается величина остаточной деформации, что приводит к неоправданному дополнительному расходу металла. Пример. Производили сварку инструментальной стали типа ХВГ. На свариваемые поверхности, обработанные с шероховатостью R_z 40 80 наносили защитно-активирующее вещество эпоксидную смолу. Детали устанавливали в зажимные призмы, между свариваемыми поверхностями помещали прокладку из углеродного волокна толщиной 0,5 мм путем набора прокладок толщиной 0,1 мм. Затем детали сжимали с заданным усилием 2,0 кгс/мм² и нагревали со скоростью 250^oC/с до температуры 1175^oC, изотермическую выдержку осуществляли 2 мин. Расчет толщины прокладки из углеродного волокна для стали ХВГ проводили по следующей зависимости: где H толщина прокладки, мм; ΔC разность между содержанием углерода в эвтектике железо-углерод и свариваемом металле; ρ_см плотность стали, г/см³; h величина зоны деформации, мм; ρ_уг плотность углеродного волокна; K коэффициент неучтенного расхода углерода; C_ст 0,01 количество углерода в стали ΔC 0,043 0,01 0,033
ρ_см 7,8 г/см³
ρ_уг.в 0,5 г/см³
h 2R_z от 0,8·10^-4 до 1,6·10^-1 мм
K 6
H от 0,25 мм до 0,5 мм

Испытания технологических образцов показали повышение качества сварного соединения.

Формула изобретения

1. Способ сварки давлением, при котором между свариваемыми поверхностями размещают защитно-активирующее вещество, детали сдавливают, подвергают высокоскоростному нагреву до температуры сварки и осуществляют изотермическую выдержку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и экономии материала, между свариваемыми поверхностями дополнительно размещают прокладку из углеродного волокна, а нагрев осуществляют до температуры 1147 1200^oС. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что защитно-активирующее вещество предварительно наносят на прокладку.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 12.04.2005

Извещение опубликовано: 27.03.2006        БИ: 09/2006

---