Способ сварки трубных деталей из разнородных металлов Советский патент 1977 года по МПК B23K21/00 

Изобретение относится к области сварки давлением. Известен способ стыковой холодной сварки труб, при котором осадку участков деталей, примыкающих к поверхности контакта, выполняют в матрицах с заостренными торцами при помощи вставок, установленных внутри труб 1. Очистка происходит при движении навстречу друг другу зажатых в матрицах деталей, внутри которых одновременно с деталями движутся навстречу друг другу вставки. Недостатком этого способа является невысокое качество сварных соединений, обусловленное низкой интенсивностью напряжений в зоне контакта. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ сварки трубных деталей из разнородных металлов, при котором осуществляют предварительную очистку соединяемых поверхностей выдавливанием в грат и прямое прессование через канал матрицы с иглой, при этом деталь из более твердого металла располагают ближе к каналу матрицы, а иглу перемещают в направлении канала матрицы 2. Однако низкое качество предварительной очистки Соединяемых поверхностей приводит к снижению качества сварного соединения. Цель изобретения - повыщение качества очистки свариваемых поверхностей. Это достигается тем, что при выдавливании в грат иглу перемещают со скоростью, превышающей скорость течения более мягкого металла. Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом. В исходном положении более твердый металл Т располагают ближе к каналу 1 матрицы 2. Со стороны пуансона 3 с иглой 4 помещают мягкий металл М. Деталь из металла М помещают в верхнюю часть разводного контейнера, где размещен пуансон 3 с иглой 4. Деталь из металла Т помещают в нижнюю часть разводного контейнера, где размещена матрица 2. Верхнюю часть разводного контейнера перемещают со скоростью Wi, а нжинюю часть этого контейнера- со скоростью Wz (направления перемещений указаны стрелками), при этом средние скорости и Wf движения металлов .V и Т равны скоростям перемещения тех частей разводного контейнера, в которых они помещены, т. с. , а Относительная скорость сближения металла М равна Wi Wz. На чертеже приведена схема выполнения способа, когда движется металл М, а металл Т неподвижен. Тогда относительная скорость

сближения металла М просто рав.на Wi. При перемещении металла М со скоростью WM Wi скорость движения иглы 4 равна Wa, при этом .

Контактные скорости мягкого и твердого металлов, обозиачеилые соответственно FM и VT, которые возникают при движении иглы 4, создают контактные напряжения тм и тт в мягком и твердом металлах соответственно. При этом

(м + °;)

где ам и ат - пределы текучести упрочненных соответственно мягкого и твердого металлов.

При движении иглы 4 со скоростью Ws, когда , «а ее контактных поверхностях со свариваемыми металлами возникает деформационное трение. При этом контактное трение между поворхностью иглы и металлом М является активным, т. е. способствует выдавливанию металла М в грат, а контактное трение между поверхностью иглы и металлом Т носит пассивный характер, т. е. препятствует выдавливанию металла Т в грат. Таким образом, контактные напряжения тм способствуют повышению величины интенсивности напряжений а, в деформационном очаге металла М. Чем выше относительная скорость движения иглы 4, равная Ws- WT, тем выше активные контактные напряжения тт, тем, следовательно, выше Ог и лучше течет металл М.

Процесс выдавливания металла Т происходит следующим образом.

Деформационное трение тормозит движение металла Т в грат. За счет этого торможения на поверхности контакта этого металла с металлом М возникают растягивающие напряжения сгр, которые будут тем выше, чем больше величина контактных напряжений тт и чем интенсивнее течет металл М. Таким образом, движение иглы 4 будет способствовать возрастанию величины ар.

Упрощенный вариант способа состоит в том, что отпосительпая скорость движения иглы 4 отсутствует, т. е. . В этом случае деформационное трение на поверхности иглы и металла М отсутствует, а на поверхности иглы и металла Т присутствует и способствует увеличению растягивающих напряжений Ср.

Повышение интенсивности напряжений в

деформационном очаге приводит к повышению качества очистки соединяемых поверхностей.

Фор.мула изобретения

Способ сварки трубных деталей из разнородных металлов, при котором осуществляют предварительную очистку соединяемых поверхностей выдавливанием в грат и прямое прессование через канал матрицы с иглой, при этом деталь из более твердого металла располагают ближе к каналу матрицы, а иглу перемещают в направлении канала матрицы,

отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки свариваемых поверхностей, при выдавливании в грат иглу перемещают со скоростью, превыщающей скорость течения более мягкого металла.

Псточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 261144, кл. В 23К 21/00, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР Ai 349525, кл. В 23К 19/00, 1970.

W

W2 Wr 0