Устройство для сварки трением Советский патент 1982 года по МПК B23K20/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

изобретение относится к сварке, а именно к устройствам для сварки трением, и может быть использовано преимущественно для сварки сталей и сплавов.с особыми физическими свойствами, а также титановых и магниевых сплавов.

Известно устройство для сварки трением в вакууме, содержащее камеру с радиальньгм разъемом, причем разрежение в камере в процессе сварки образуется при перемещении (вращении) одной части камеры относительно другой за счет выброса хшдкости через радиальные канавки, расположенные на поверхностях контакта частей камеры. Данное предложение не исключает применения уплотнения камеры с Относительной подвижностью, а лишь уменьшает его отрицательное влияние на работоспособность конструкции камеры и надежность сохранения вакуума в ней 1 .

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет достичьвысо кого вакуума, применить газовые защитные смеси и обеспечить стабильность работы при износе контактных трущихся поверхностей.

Известно также устройство для сварки трением, в котором герметичность внутренних полостей шпинделя обеспечивается мембранами со стороны вращающейся детали и махОвика f2j.

В процессе работы мембраны прерываются: со стороны сварки - вращающейся деталью, со стороны маховика - давлением газов, образующих10ся при сгорании порохового заряда, размещенного в полости шпинделя, следовательно, перед каждой сваркой необходимо эти элементы восстанавливать, что нетехнологично и, кроме

15 того, необходимо обеспечить герметичность при прорыве мембран между вращающимися деталями маховика и поверхностями вращаквдейся детали и мембраны.

20

Наиболее близким к предлагаемому известным техническим решением является машина для сварки трением, содержащая привод осевого усилия, выполненный на базе электродвигателя

25 вращения с ротором, установленньим с возможностью осевого перемещения, зажимы для-свариваемых деталей 3}Однако эта машина при относительной простоте конструкции не может

30 быть применена для сварки сталей и сплавов, требующих газовой защиты или вакуумирования сварочного стыка Целью изобретения является расши рение области применения известной машины за счет обеспечения сварки в изолированной разъемной камере. Поставленная цель достигается тем, что машина снабжена герметично разъемной камерой, в которой размещ ны сердечник, ротор и зажимы для свариваемых деталей, причем, по кра ней мере, одна из частей камеры съемно установлена в магнитопррводе Наличие неподвижного при сварке уплотнения между частями камеры поз воляет значительно повысить надежность его работЬг, упростить констру цию и расширить технологические воз можности процесса за счет использов HHst как более глубокого вакуума, так и более высокого /;авления выбра ной защитной среды. На чертеже схематически изображе предлагаемое устройство, вертикальный разрез. Устройство содержит магнитопровод 1, который- для удобства загрузки и выгрузки деталей выполнен Ш-образным на нем расположены катушки 2 и 3 и камера, состоящую из частей 4 и 5. Внутри корпуса камеры жестко закреп лены сердечник б и направляющая 7. На направляющей 7 установлен на под шипниках 8 с возможностью осевого перемещения и вращения ротор 9, в котором жестко закреплен шток 1о. Между фланцем штока 10 и шайбой 11 установлена пружина 12, а шайба 11 контактирует с дном направляющей 7 через подшипник 13. На торцах сердеч ника б и ротора 9 закреплены зажимы 14 и 15 для свариваемых деталей 16 и 17. Положение камеры относительно магнитопровода 1 зафиксировано зажимами 18.. На роторе имеются токоподводы 19. Между частями 4 и 5 . ся уплотнения 20. Устройства электропитания, создания необходимой среды в камере и детали ввода этой среды на чертеже не показаны. Машина работает следующим образом Свариваемые детали. 16 и 17 устанавливаются в зажимы 14 и 15 при раздвинутых частях камеры 4 и 5, которые затем сдвигаются через неподви ные при сварке уплотнения 20 и фиксируются зажимами 18. В камере создается необходимая для сварки среда при помощи специального устройства. Включаются катушки 2 и 3 и ротор 9 перемещается. навстречу сердечнику б, создавая необходимое давление между свариваемыми деталями 16 и 17. Затем включается обмотка ротора 9 и начинается его вращение в подшипниках 8 относительно сердечника 6, а вместе Ь этим - вращение детали 17 относительно детали 16. За счет трения в торцах деталей начинается их разогрев и производится полный цикл сварки трением с остановкой деталей самоторможением при отключении обмотки ротора 9. После проковки и полной остановки отключающейся обмотки катушки 2 и 3 и ротор 9 под действием пружины 12 возвращается в исходное состояние,, при этом деталь 16 освобождается от зажима 14. По достижении определенной температуры при охлаждении сварного узла в контролируемой среде, последняя выпускается из камеры, освобождаются зажимы 18, одна часть камеры перемещается относительно другой, и сварной узел извлекается из камеры. Разъем между частями камеры может быть выполнен в любом месте, в частности, в случае необходимости сохранения среды для дальнейшей термообработки этот разъем целесообразно делать под торцевой крышкой, корпус камеры выполнять неразъемным, а загрузку выполнять при полном извлечении сердечника 6 из . Использование предлагаемого изобретения позволит производить сварку сталей и сплавов с особыми физическими свойствами в гарантированной среде, создаваемой камерой без наличия уплотнений с относительной подвижностью в процессе сварки и без дополнительных трудозатрат на его восстановление при каждом .цикле сварки, а также производить дальнейшую термообработку после извлечения камеры с сохранением защитной среды. Формула изобретения Устройство для сварки трением, содержащее электромагнитный привод осевого усилия,, ротор, установленный ,с возможностью осевого перемещения, зажимы для свариваемых деталей, о тличающееся тем, что, с целью расширения области использования устройства, устройство снабжено, герметичной разъемной Кс1мерой, в которой размещены сердечник, ротор и зажимы для свариваеьшх деталей, при этом, по крайней мере, одна из частей камер съемно установлена в магнитопроводе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №397290, кл. В 23 К 20/12, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР №71,9832, кл. В 23 К 20/12, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР №593862, кл. В 23 К 20/12, 1976 (прототип).