Способ сварки трением
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ ЕЯЛЬСТВУ
Р1)м. кл.
В 23 К 20/12
Гасударственный коинтет
СССР яе ямви изфбретеннй я еткрнтяя (23) Г3риоритет
Опубликовано 2 30 2;81, Ьюллетенв |49 7
М) ПВ 621. 791. . 0 14 (088. 8) Дата опубликования описания 2 30 2.81 с
t
/: Г
J (72) Лвторн изобретения
P.Í.Áoëäûðåâ и В.П.Воинов мсо ла ии
Челя бинс кий поли техничес кий ин ститут и и конструкторско-технологический инсти у и механизации автомобилестроения (71) Заявители (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ!
Изобретение относится к сварке металлов трением.
Известны способы сварки трением трубы и сплошной детали с цилиндрическим углублением, диаметр которой не превышает среднего диаметра сечения трубы, при котором происходит принудительное формирование соединения по форме конуса (1J .
Недостатком способа, особенно .при сварке тонкостенных труб, является малые усилия, формирующие стык, вследствие пониженной жесткости труб в радиальном направлении. Для компенсации пониженной. жесткости повышают скорость и величину осадки в процессе сварки, вто ведет к излишнему расходу металла, но не может существенно улучшить качества сварного соединения.
Известен также способ сварки трением трубчатой детали с массивной деталью, имеющей глухое отверстие, в дно которого предварительно ввинчивается шпилька (2). Недостатком известного способа ,является невозможность приварки к массивной детали тонкостенных труб и труб большого диаметра, у которых грат не формируется в корпус. Кроме того, произ водител ьн ость конической формы грата не позволяет достаточно уверенно произвести его обжимку-проковку в течение сварочного процесса.
Цель изобретения — повышение качества сварного соединения при приварке тонкостенных труб и труб большого диаметра путем принудительного формирования сварного стыка.
Ук аз анн ая цель дости гаетс я тем, что в глухое отверстие массивной детали помещают конусную оправку, которая в процессе сварки основанием конуса приваривается к торцу шпильки, а боковой поверхностью — к внутрен.ней поверхности сварного стыка, образуемого трубой и массивной деталью.
На фиг.l показана схема расположения деталей до сварки по предлагаемому способу1 на фиг.2 — то же, после сварки.
Схема содержиТ глухое отверстие
1 в массивной детали 2, резьбовую шпильку 3, нонусную оправку 4, тонкостенную трубу 5, стык 6 сварного соединения и стык 7 деталей упорного подшипника скольжения.
Предлагаемый способ осуществляется .следующим образом.
806322
>иа.1
Тираж 1159 ВНИИПИ Заказ 124/20
Подписное.
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4
Перед сваркой в дно ГлухОГО От- верстия 1 детали 2 соосно вворачивают резьбовую шпильку 3 и устанавливают коническую оправку 4, основанием конуса упирающуюся в торец шпильки 3. Затем начинают процесс сварки трением обычным путем. Вращающаяся тонкостенная труба 5, взаимодействуя с массивной деталью 2, начин ает принудительно формировать сварной стык по конусной поверхности 6. В результате взаимодействия грата трубы
5 и конусной оправки 4, последняя начинает вращаться с такой же, как и труба 5 скоростью. Силы трения, возникающие между дном оправки 4 и торцом резьбовой шпильки 3, приводят к ее вывинчиванию по мере удаленйя разогретого пластичного металла в стыке 7,работающем как упорный подшипник скольжения с металлической смазкой. Постоянное усилие обжатия конусной оправки 4 сварного стыка 6 обеспечивается эа счет усилия, соз— даваемого резьбой шпильки 3 при постоянной скорости ее износа.
Оправка 4 имеет Обратный конус, который запирает грат, производя эффективную обжимку за счет осевого усилия от шпильки, в то время как сама конусная оправка относительно грата и самой трубы не вращается, т.е. вращается вместе с трубой за счет заклиненного в ней грата.
Пример 1. Сварные соединения получают при сварке образцов карданного вала УАЗ на полуавтомате
ПСТ-КВ-1. Приваривается труба, диаметром 50х2,5 мм. диаметр отверстия в концевой детали равен 47,5 .мм, а диаметр наружного цилиндра конусной оправки - 43 мм. Угол конуса оправ о ки составляет 15. Используется шпилька М6, рабочий шпиндель вращаетс я со скоростью 2000 об/мин, давление при нагреве равно 8 кг/мм, а давление при проковке — 14 кг/мм . Осевое перемещение трубы при сварке составляет 8 мм.
Сварка по предлагаемому способу улучшает структуры соединения за счет обжимки-проковки и повышения теплоотвода за счет контакта грата трубы 5 с оправкой 4. Кроме того, при сварке тонкостенных труб в околошовной зоне соединения, являющейся по существу наиболее опасной в условиях приложения динамических и циклических нагрузок, наблюдается заметное увеличение толщины стенки трубы, причем не за счет металла грата, а .за счет основного металла, осаженного под давлением в конусную
15 форму. В результате этого повышается циклическая прочность не только сварНОГО СОЕДИНЕНИЯ, НО И ВСЕГО ИЗДЕЛИЯ.
20 Формула изобретения
Способ сварки трением трубчатой детали с массивной деталью имеющей глухое отверстие, в дно которого ввинчивается шпилька, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью ïîâûшения качества сварного соединения при приварке тонкостенных труб и труб большого диаметра путем принудительного формирования сварного стыка, в глухое отверстие массивной детали помещают конусную оправку, которая в процессе сварки основанием конуса приваривается к торцу шпильки, а боковой поверхностью — к внутренней поверхности сварного стыка образуемого трубой и массивной деталью.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
40 по заявке Ф 2515877/25-27, кл. В 23 К 19/02, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР по э аявке 9 26 17409/25-2 7, кл. В 23 К 19/02, 1978.
