Способ сварки металлов давлением Советский патент 1981 года по МПК B23K13/00 

(54) СПОСОБ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ

Изобретение относится к сварке металлов давлением и может быть использовано, для сварки разнородных металлов и повышения прочности .сварных соединений из однородных металлов в авиационной, судостроительной и химической промышленностях , Известны способы сварки разнородных металлов в твердом состоянии, при которых исключается образование интерметаллидов в зоне соединения 1 Однако сфера применения холодной сварки давлением ограничена. Наиболее близким к предлагаемому является способ сварки металлов давлением, при котором подготавливают кромки, устанавливают между ними про межуточную деталь, нагревают сварива емые кромки, например токами высокой частоты, и сжимают их 2. Основным недостатком известного способа является образование интерметаллической прослойки на границе сваренного биметалла и резкое охрупчивание сварного соединения при нагревах, что в значительной мере ограничивает область применения и умен шает срок службы узлов и агрегатов, работающих при повышенных температурах. Кроме того, при нагреве биметаллической .промежуточной детали в процессе сварки происходит охрупчивание зоны соединения. Цель изобретения - повышение качества сварных соединений. Поставленная цель достигается тем, что в способе сварки металлов давлением, при котором :подготавливают кромки, устанавливают между ними промежуточную деталь, нагревают свариваемые кромки, например токами высокой частоты, и сжимают их, в качестве промежуточной детали используют вставку из пористого материала, температура плавления которого в 1, 2-6 раз превышает температур;/ плавления свариваемых материалов. Вставка имеет переменную пористост уменьшающуюся от боковых поверхностей, прилегающих к свариваемым кромкам, к центральной с 70 - 85% до 0-40%. Способ осуществляется следующим образом. Кромки соединяемых заготовок родгот авливаютс я под сварку по известному способу, например травлением. Между кромками заготовок устанавливают промежуточную деталь из пористого материала, нагревают свариваем кромки по известному способу, например токами высокой частоты до оплавления кромок соединяемых заготовок, но без расплавления пористого матери ала и сжимают их.В процессе сварки осуществляют защиту зоны соединения отокисления по известному способу, например инертным газом. Температура плавления пористого материала в указанном диапазоне определяется температурами плавления тугоплавкого материала, и соединяемы металлов,например,при соединении алю миния используется вольфрамовая промежуточная пористая деталь.В процесс сварки вставка должна находиться в твёрдом состоянии для образования ко позиционного материала в зоне соедин ния, поэтому минимальная температура плавления пористого материала ограни чена температурой плавления соединяемых металлов., Дня соединения металлов, которые не могут контактировать в жидком со стоянии, а такжедля ограничения их взаимодействия, образующих интерметаллические соединения, применяют промежуточную деталь переменной пори стости, уменьшающуюся от боковых поверхностей, прилегающих к свариваемым .кромкам, к центральной части с 70-85% до 0-40%, Материал проГЛежуточной пористой детали выбирают из условий хорошей смачиваемости пористого материала расплавленным металлом кромок, а также отсутствия активного химического взаимодействия и малой взаимно растворимости при нагреве в процесс сварки. Возможность образования интерметаллических соединений в процессе сварки и эксплуатации не приводит к разрушению сварных соединений. Прочность композиционного матери ла зоны соединения зависит от прочн сти и объемной доли пористой промежуточной детали.Матрица,образованна при расплавлении кромок заготовки,п редает нагрузку гористому каркасу, который и несет основные нагрузки, Кроме того, при сварке образуется и механическое соединение. Лучшие результаты при сварке получают с использованием для промежуточной детали пористых волокнистых материалов, обладающих более высокими механическими свойствами по сравнению с порошковыми при одинаковой пористости . пример. Сварка давлением прутков диаметром 5«10 м из стали Х18Н9Т с алюминием АДО. Промежуточную деталь изготавливают из пористого волокнистого молибдена толщиной 3-10 м, пористостью 60% и дигииетром пор (75-100) 10 м. Сварку производят в среде аргона при 680 С. Режим f 2,5 кГц; Р 180 кВт; q 12-10 Н/м . Прочность сварных соединений на раст яжение 6,1-10 Н/м . Использование предлагаемого способа позволяет повысить прочность сварных соединений разнородных материалов ri надежность работы в условиях термоциклирования при повышенных температурах. Срок службы изделий повышается на 10-12%. Формула изобретения 1.Способ свсфки металлов давлением, при которог подготавливают кромки, устанавливают между ними промежуточную деталь, нагревают свариваемые кромки, например токами высокой частоты,и сжимают их, от- . личающийся тем,что,с целью повышения качества сварного соединения, в качестве промежуточной детали используют вставку из пористого материала, температура плавления которого в 1,2-6 раз превышает температуру плавления свариваемых материалов. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что вставка имеетпеременную пористость, уменьшающуюся от боковых поверхностей, прилегающих к свариваемым кромкам, к центральной части с 70-85% до 0-40%. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Рабкин Д.М. и др. Сварка разнородных металлов. Киев Техника, 1975, с. 12. 2.. AJBTopcKoe свидетельство СССР 354940, кл. В 22 F 7/02, 1970.