Способ инерционной сварки трением Советский патент 1981 года по МПК B23K20/12 

(54) СПОСОБ ИНЕРЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

Изобретение относится к сварке, а именно, к сварке трением. Известен способ инерционной свар трением, при котором свариваемым деталям, одна из которых соединена с инерционной массой, сообщают .сительное вращение с приложением осевого усилия L1. Недостатками этого способа являются: большая протяженность зоны термического влияния, что ограничивает его применение для сварки разнородных металлов, нестабильность механических свойств сварных соединений. Ширина зоны термического вли ния определяется временем нагрева, т.е. временем приложения осевого усилия к взаимно враадающимся деталя Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем уменьшения зоны термического влияни Указанная цель достигается тем, что осевое усилие создается при помощи груза, падающего с конечной скоростью 2-15 м/с и развивающего при этом давление-2,0-7,О QQI более пластичного из свариваемых материалов . На чертеже приведена диаграмма процесса инерционной сварки трением по предлагаемому способу. На чертеже обозначены: Р - осевое давление, кг; Р максимальное значение импульса давления, кг; N - количество оборотов инерционной массы, об/мин; о угол, характеризующий скорость нарастания усилия (определяется высотой падения груза); t - время, с. Масса груза и высота его падения определяются из следующих соображений. Энергия падающего груза должна обеспечивать нагрев деталей до определенной температуры в результате поглощения энергии инерционной массы и осуществить пластическую деформацию, необходимую для сварки. Максимальное значение импульса давления зависит от физико-механических свойств .материала свариваемых заготовок, но при этом должна соб- людаться следукицая зависимость; 3 о S|I ; p. cJ 2irN, где Р - импулйс давления; h - высота, с которой опускается груз; 3 - момент инерции маховика - накопителя .

энергии; m - масса маховика;, R - радиус маховика; - угловая скорость маховика.

: Сварка по предлагаемому методу состоит из следующих операций . Закрепление свариваелшх деталей в сварочной машине, причем одна из деталей соединяется с вращающейся инерционной массой. При достижении заданной скорости относительного вра щения-деталей и маховика привод отличается и к свариваекым деталям при помощи рычажного устройства прикладывается осевое усилие, возникакяцее в результате падения груза, с заданн высоты. Сваренная деталь вынимается из машины.

В процессе исследований были выполнены, опытные сварки следующих пар металлов: ЭЙ 85,7-г40Х; ЭЙ 572f40; АНВ ЗООг40Г.,, i

Эти опыты приводились на следующих режимах: .

Р 20 кг; N 3000 об/мин; h 2,0

Р 30 кг; N 3000 об/мин; h 1,5 м

При этом были получены высокие механические характеристики сварных соединений приведенных выше пар металлов. Все образцы разрушались вдали от стык.а по основному металлу (40Х и 40Г).

В таблице приведены сравнитель ные данные по усталостной прочности соединений, полученных известным и предлагаемьам способами сварки.

Способы сварки

I СПОСОбЬ

I известный г известный предлагаемый

ЭЙ 857т40Х 32 кГ/мм 36 кГ/мм ЭЙ 572-40Г 28 кТ/шл 34 кГ/мм

АНВ ЗООт40Г 28 кГ/мм 32 кГ/мм При этом значительно сокращается время нагрева и, как следствие, протяженность зоны термического влияния Нагрев заготовок имеет чисто локальный характер. Локальный характер имеет и пластическая деформация.

Таким образом, предлагаемый способ сварки трением обеспечивает интенсификацию процесса сварки, возможность сварки разнородных металлов с ограниченной взаимной растворимост и повышение качества сварных соединени

Формула изобретения Способ инерционной сварки трением при котором свариваемым деталям, одна из которых соединена с инерционной- массой, сообщают относительное вращение с приложением осевого усили отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем уменьшения зоны термического влияния, осевое усилие создается при помощи груза, падающего с конечной скоростью 2-15 м/с и развивающего при этом давление 2,0-7,0 более пластичного из свариваемых материалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вшшь В.И. Сварка металлов трением. Л., Машиностроение, 1970, с. 153-155.