Способ инерционной сварки трением Советский патент 1989 года по МПК B23K20/12 

Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при изготовлении деталей и узлов методом инерционной сварки трением.

Цель изобретения - повышение качества сварных соединений при инерционной сварке трением.

На чертеже изображены графики, иллюстрирующие сущность способа.

Первые максимумы моментов сил трения на чертеже не показаны.

При отсутствии возмущающих факторов процесс инерционной сварки трением протекает по заранее установленной

t,, п,, Р, , Рпрограмме:(пр , и, L , L. , i.,, i., , r,j .где n - изменение количества оборотов при разгоне враща101:;ихся масс до

номинальных оборотов; п - количество оборотов, которое совершают врадёш- щиеся массы от момента отключения привода вращения и включения осевого усилия до полной остановки вращанхцих- ся масс; t - время сварки; t, - время, при котором изменяется знак про- изводной момента сил трения; п - . количество оборотов вращающихся масс, при котором изменяется знак производной момента сил трения; Р - первоначально установленное осевое усилие; Pj - осевое усилие, на котором производят окончание процесса сварки (проковочное усилие).

Если в процессе сварки по причине изменения сзарг1ваемого материала, неСО

о

стабильности усилия Р и т.п. уменьится время сварки t (или количество боротов п, которые совершают вращаюиеся массы до полной остановки), то г одновременно уменьшится и время t (или количество оборотов п), при котором изменяется знак прюизводной момента сил трения. Приложение при t (h) проковочного усилия Р2 приводит IQ к уменьшению величины и скорости осадки. Для того 5 чтобы величина и скорость осадки остались на прежнем уровне, необходимо приложить проковочное усилие Р„, т,е, увеличить про- |5 ковочное усилие на величину Д .

Наоборот, при наличии на сваривае- мых торцах значительных скосов или следов окалины увеличиваются t и t (соответственно до t и t, ), и д/гя 20 стабилизации величины и скорости осадки необходимо приложить проковоч- ное усилие Рг , т.е. уменьшить усилие Р,, на величину. Д .

Способ осуществляется следующим 25 образом,

После отключения привода вращения и при включении осевого ус1шия измеряют время (или число оборотов), при котором знак производной момента сил ЗО трения изменится на противоположный. Время, при котором изменится знак производной (или количество оборотов), сравнивается с эталонным, установленным экспериментально (т.е t( или „. м

t, сравниваются с t,, а соответственно п1| или п, - с п, ), При t t (или nj : п, ) осевое Р увеличивают на величину д , а при t t () осевое усилие уменьшают на 0 величину Л и таким образом устанавливают усилия соответственно Р/ или Р . Величины этих усилий опреде. t , Рг

ляются из пропорции - ,

t,

или

45

t4 Pi „(Р .г tn

-- -71, тогда Р., --

С( fi t,

Рт-. t, .....г

, Аналогично .Р„ t, .

„ IPi- п

,И р. ---77- .

Экспериментально установлено,, что при отклонении времени t (или количества оборотов п,) менее чем на 8%

от номинального5 нет необходимости в Iit

, изменении уошия Р до Рг. и Р. При

изменении t, (или п,) более чем на

30% не удается получить необходимые скорость и В(вличир у осадки при любых

и Р:

а прочность полученного

Q 5

0

5

О .

0

5

0

5

сварного соединения ниже прочности основного (менее прочного из двух свариваемых) металла.

Пример. Проводили инерционную сварку трением стали ЭИ-69 (45х х14Н1АВ2М) со сталью 40х на модернизированной установке СТ-100, диаметры свариваемых заготовок 16 мм. Режим сварки: частота вращения, при которой отключается привод вращения и включается осевое 48,5 , момент инерции вращающихся масс 0,6 кг,м, усилие Р, 12 кН, кИ, t, 6с (п, 5 с ), Измерение момента сил трения производили с помощью та- хогенератора ТГ-5А, измерение числа оборотов - с помощью тахогенератора ТГП-З, а измерение времени - с помощью электронного секундомера. Сигнал момента сил тре ния дифференцировался и подавался на вход нуль-органа, выполненного на базе двувходового компаратора. Когда напряжение на выходе дифференциатора изменяет свой знак и время этого изменения соответствует t, 6 с (или п 5 с ), компаратор переключался и выдавал сигнал на переключение осевого усилия от Р.

1

12 кН до F2 50 кН. Если напряжение на выходе дифференциатора изменялось, например, через 7 с, то выдавался сигнал на переключение осевого усилия от.Р 12 кН. до Pj 43 кН,

Согласно предлагаемому способу величина проковочного усилия Pj устанавливается дифференцированно с учетом времени или количества оборотов вращающихся масс, зависящих от наличия на свариваемых поверхностях следов окалины и значительных скосов. В результате этого при сварке стабилизируются величина и скорость осадки, повышается качество сварного соединения

Формула изобретения

Способ инерционной свирки трением, вгслючающий нагрев зоны соединения энергией, запасенной вращающимися массами, при приложении осевой нагрузки, которую увеличивают при изменении знака производной момента сил трения на противоположный, отличающий ся тем, что, с целью

ь1493424

повышения качества сварного соеднне- димо изменить осевую нагрузку, у.та- ния, измеряют время или количество навливают обратно пропорционально оборотов, которое вращанлциеся массы количеству оборотов или времени, при совершат после приложения осевой нагкоторых происходит изменение знака производной момента сил трения.

рузки, а величину, на которую необхопЯМ

Лр

димо изменить осевую нагрузку, у.та навливают обратно пропорционально количеству оборотов или времени, пр

которых происходит изменение знака производной момента сил трения.

//

Изобретение относится к технологии инерционной сварки трением и может быть использовано при изготовлении деталей и узлов. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений. В процессе инерционной сварки трением при изменении знака производной момента сил трения на противоположный увеличивают осевое усилие. Величину, на которую необходимо изменить осевое усилие, устанавливают обратно пропорционально времени или количеству оборотов, при которых происходит изменение знака производной момента сил трения. Установка проковочного усилия с учетом времени или количества оборотов, зависящих от наличия на свариваемых поверхностях следов окалины и значительных скосов, позволяет стабилизировать величину и скорость осадки. 1 ил.