Способ изготовления биметаллических труб диффузионной сваркой Советский патент 1984 года по МПК B23K20/14 

сх.

00

со

Изобретение относится к способам диффузионной сварки, в частности к производству биметаллических труб и может быть использовано при разработке технологических режимов производства биметаллических труб из не сваривающихся в окислительной атмосфере металлов и сплавов.

Известен способ соединениятруб- нья заготовок из разнородных металлов, при котором трубные заготовки из материалов с разными коэффициентами линейного расширения соединяют по резьбе и внутреннюю трубную заготовку из материала с меньшим коэффициентом линейного расширения запрес совывают в резьбу наружной трубной заготовки при помощи конусного дорна перемещаемого по внутреннему слою при температуре образования между свариваемыми трубными заготовками эвтектической прослойки, причем осуществляют непосредственный нагрев дорна индуктором С 1Q.

Однако данное устройство характеризуется низким качеством соединения и недостаточной производительностью

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту способ изготовления биметаллических труб диффузионной сваркой, при котором коаксиально собранные слои трубной заготовки нагревают, сдавливают и механически обрабатывают до требуемых размеров t2 .

Недостатком известного способа является низкая производительность процесса изготовления биметаллических труб из не сваривающихся в окислительной атмосфере металлов и сплавов.

Цель изобретения - повышение производительности процесса изготовления биметаллических труб из несваривающихся в окислительной атмосфере металлов и сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления биметаллических труб диффузионной сваркой, при котором коаксиально собранные слои трубной заготовки нагревают, сдавливают и механически обрабатывают до требуемых размеров, наружную поверхность внутреннего слоя предварительно оплавляют,подвергают механической обработке и запрессонывают в наружный слой трубНОЙ заготовки с последующим оплавлением наружной поверхности трубной заготовки.

Способ осуществляют следующим образом.

Наружную поверхность внутреннего слоя трубной заготовки предварительно оплавляют электрической дугой, для чего заготовки вращают, а дугу перемещают вдоль заготовки. Под сварочной дугой в месте оплавления образуется ванна жидкого металла, который после перемещения дуги застывает с образованием остаточных сварочных напряжение растяжения, на внутренней же нерасплавленной поверхности образуются напряжения сжатия. Таким образом последовательно оплавляют всю поверхность. После остывания оплавленная наружная поверхность внутреннего слоя трубной заготовки получается неровной, волнообразной, в связи с чем ее обрабатывают с та КИМ расчетом, чтобы наружный диаметр внутреннего слоя трубной заготовки получился больше внутреннего диаметра наружного слоя трубной заготовки, и запрессовывают в наружный слой трубной заготовки без нагрева. При такой холодной запрессовке контактны поверхности слоев трубной заготовки сминаются, окисные и нитридные пленки разрьтаются и удаляются, обнажаются ювенильные поверхности, обеспечивается отсутствие воздуха и адсорбированных газов между наружным и внутренним слоями трубной заготовки, а также натяжение между ними и полное заполнение микрошероховатости контактной поверхности более прочного металла менее прочным. Полученную таким образом двухслойную трубную заготовку оплавляют дугой по наружной поверхности. Глубину оплавления как в первом, так и во втором случае регулируют мощностью дуги и выбирают исходя из конкретных металлов слоев.

Под действием проникающего внутрь тепла дуги остаточные растягивающие напряжения на наружной поверхности внутреннего слоя трубной заготовки релаксируют,а сжимающие напряжения внутреннего еще не прогретого слоя раздают внутренний слой трубной заготовки, в результате чего его диаметр увеличивается. В то же время наружный слой трубной заготовки остывает, что приводит к возникновению остаточных сжимающих напряжений по ее контактной поверхности и радиальной усадке. Натяжение межд наружным и внутренним слоями трубно заготовки значительно увеличивается и под действием тепла в приконтактной зоне происходит сварка контактных поверхностей слоев трубной заготовки. Затем наружный диаметр биметаллической трубной заготовки обрабатьгеают до размера готовой трубы. Благодаря предварительному оплав лению наружной поверхности внутреннего слоя, запрессовке его в наружн слой трубной заготовки и оплавлению наружного слоя трубной заготовки отпадает необходимость в специальном оборудовании для создания давления, что позволяет значительно снизить число и время подготовитель ных операций, а следовательно, повы сить производительность процесса. Пример , Изготавливают две партии трубных заготовок длиной по 700 мм: одна партия - из сплава Х12К60В14Н1 с наружным диаметром 55 мм и внутренним диаметром 40 мм другая - из стали ЗОХН2МФА с наружным диаметром 70 мм и внутренним диаметром 50 мм. Наружную поверхность внутреннего слоя из сплава Х12К60ВГ4Н11 оплавляют на глубину 4 мм по винтовой линии с шагом 3 мм в аргоне вольфрамовьм электродом со скоростью расплавления 36 м/ч. После остьгоания заготовки обтачивают на токарном станке до наружного диаметра 50,5 мм и запрессовывают без нагрева в наружный слой из стали ЗОХН2МФА. Полученные дву-слойные трубные заготовки оплавляют по наружной поверхности на глубину 7 мм по винтовой линии с шагом 3 мм в аргоне вольфрамовым злектродом со скоростью расплавления 36 м/ч, и после охлаждения обтачивают на токарном станке до наружного диаметра 67 мм. Несколько полученных биметаллических труб разрезаютвдоль осевого сечения. Визуальный осмотр показал, что несплошностей и зазоров между слоями нет, т.е. сварка наружных и внутренних слоев трубных заготовок имела место по всей контактной поверхности. Режим оплавления наружных поверхностей как внутреннего слоя, так и двухслой юй трубной заготовки оптимальные. Как показали исследования, максимальное качество сварки наружного и внутреннего слоев трубных заготовок для данной пары металлов имело место при глубине оплавления 0,5-0,8 толщины оплавляемого слоя. Изобретение повышает производительность процесса.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ даФФУзионной СВАРКОЙ, при котором коаксиапьно со ранные слои трубной заготовки нагревают, сдавливают и механически обрабатывают до требуемых размеров, о т личающийс, я тем, что, с целью повышения производительности процесса изготовления биметаллических труб из не сваривакйдихся в окислительной атмосфере металлов и сплавов, наружную поверхность внутреннего слоя предварительно оплавляют, подвергают механической обработке, запрессовывают в наружный слой трубной заготовки с последующим оплавлением наружной поверхности трубной заготовки.