Способ сварки давлением с принудительным деформированием Советский патент 1990 года по МПК B23K20/14 

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение качества сварного соединения сталей с однородной структурой и упрощение технологии путем исключения защитной атмосферы.

Способ осуществляют следующим образом.

Свариваемые детали из стали с однородной структурой предварительно устанавливают в нагретый штамп и сдавливают усилием 10-200 МПа. Нагревают детали до Aci-(10-50°С) с одновременным деформированием со скоростью 10 до степени 0,5-3,0%. Затем после выхода на указанную температуру деформирование продолжают до степени 10-50%.

Благодаря предварительному нагреву штампа и сжатию усилием 10-200 МПа исключается доступ воздуха в зону сварки, что позволяет исключить использование

защитной атмосферы и тем самым упростить технологию. Благодаря нагреву до Aci - (10-50°С) с одновременной деформацией со скоростью до степени 0,5-3,0% и последующей изотермической деформации в режиме сверхпластичности до степени 10-50% получается однородная структура металла в зоне соединения без видимого шва, что способствует повышению качества сварного соединения. Повышение предварительной нагрузки выше 200 МПа вызывает интенсивное течение металла в зоне шва, что не позволяет получить однородную структуру. При значениях предварительной нагрузки ниже 10 МПа не обеспечивается качественное соединение.

Деформация в процессе нагрева со степенью менее 0,5% нецелесообразна из-за трудности контроля при меньших степенях деформации, приводит к росту зерен и карбидов из-за длительности дефорСЛ

4 N9 J

4Ь Дь

мации с малыми скоростями (в режиме Ползучести).

Деформация более 10% необходима для Обеспечения однородной структуры, а деформация более 50% нецелесообразна . из-за большого изменения сечения изделий.

При температурах выше Aci - 10°C или ниже Act-50°С не реализуются условия Сверхпластической деформации.

Пример. Сваривают детали из прутка ыстрорежущей стали Р6М5 диаметром О мм.

Соединяемые поверхности деталей обрабатывают шлифовкой на шкурке М40 с Целью удаления о кисленного слоя. Непосредственно перед началом, сварки поверх- ности обезжиривают ацетоном.

Сварку ведут в камерной печи универсального динамометра «Инстрон между плоскими бойками. Предварительно печь с бойками нагревают до 800°С (Aci 810°С). Холодные образцы устанавливают между плоскими бойками, сжимают их до получения контакта, затем сдавливают усилием 100 МПа и нагревают до температуры 800°С с одновременной дефор

0

4 до степени

мацией со скоростью 5.10 деформации 3,0% и последующей изотермической деформацией до степени 40%. Затем детали охлаждают, извлекают из печи и подвергают металлографическому анализу, который показал отсутствие зоны раздела в соединении.

Формула изобретения

Способ сварки давлением с принудительным деформированием, при котором свариваемые детали нагревают до температуры сварки и деформируют в условиях сверхпластичности, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения сталей с однородной структурой и упрощения технологии путем исключения защитной атмосферы, детали предварительно устанавливают в нагретый штамп, сдавливают усилием 10-200 МПа, нагрев осуществляют до температуры Aci-(10- 50°С), деформирование осуществляют одновременно с нагревом со скоростью с 1 до степени 0,5-3,0%, а затем до степени 10-50%.

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения сталей с однородной структурой и упрощение технологии путем исключения защитной атмосферы. Свариваемые детали из стали с однородной структурой предварительно устанавливают в нагретый штамп и сдавливают усилием 10 - 200 МПа. Затем детали нагревают до AC₁-(10 - 50°C) с одновременным деформированием со скоростью 10^-5 - 10^-4 с ^-1 до степени 0,5 - 3,0%. По достижении температуры сварки деформирование продолжают до степени 10 - 50%. В процессе нагрева исключается попадание окружающей среды в зону соединения, а режимы деформирования позволяют получать в ней однородную структуру.