SU1098721A1

SU1098721A1 - Способ инерционной сварки трением

Info

Publication number: SU1098721A1
Application number: SU823499634A
Authority: SU
Inventors: Ромул Николаевич Болдырев; Валерьян Петрович Воинов; Николай Михайлович Ведерников
Original assignee: Конструкторско-Технологический Институт Автоматизации И Механизации Автомобилестроения
Priority date: 1982-10-12
Filing date: 1982-10-12
Publication date: 1984-06-23

Abstract

СПОСОБ ИНЕРЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, заключающийс в осевом сжатии и нагреве соедин емых деталей,из которых одну вращают с посто нной скоростью , а другую, снабженную маховиком с заданным моментом инерции, разгон ют моментом трени стыка до выравнивани относительных скоростей вращени , отличающийс тем, что, с целью повыщени универсальности процесса сварки и качества соединени , дополнительно ввод т орбитальное oтнocиfeльнoe движение деталей, располага их несоосно и непрерывно измен величину несоосности.

Description

Изобретение относитс к сварке металлов трением и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени .

Известен способ инерционной сварки трением , при котором предварительно разгон ют рабочий шпиндель с маховиком, имеющим заданный гюмент инерции. Одна из соедин емых деталей закреплена в рабочем шпинделе, а друга - в неподвижном зажиме привода осевого сжати . При- сжатии торцов деталей происходит сварка, причем на весь процесс расходуетс вполне определенное количество энергии, определ емое кинетической энергией маховика. Непрерывное именение скорости в процессе нагрева способствует более интенсивному тепловыделению в стыке деталей и повышению эффективности процесса сварки 1.

Однако способ инерционной сварки лишен универсальности, поскольку дл различных сечений деталей и материалов требуетс перенастройка сварочного оборудовани : изменение момента инерции маховика и начальной скорости его вращени .

Кроме того, соосное расположение деталей при соединении трудносвариваемых материалов, например, сплава ЖСб-К и стали 40 Г, приводит к образованию в стыке карбидной пленки, обладающей пониженной прочностью, что ухудшает качество сварки.

Известен способ инерционной сварки трением , заключающийс в осевом сжатии и нагреве соедин емых деталей, из которых одну вращают с посто нной скоростью, а другую, снабженную махоьиком с заданным моментов инерции, разгон ют моментом трени стыка до выравнивани относительных скоростей вращени 2.

Недостатком способа вл етс то, что дл различных сечений деталей и различных материалов требуетс перенастройка сварочного оборудовани (изменение момента инерции маховика и начальной скорости его вращени ), т. е. способ лишен универсальности , а при соединении изделий из трудносвариваемых материалов, например, сплава ЖСб-К и стали 40 Г образуетс в стыке карбидна пленка, обладающа пониженной прочностью, что ухудшает качество сварки.

Цель изобретени - повышение универсальности процесса сварки путем варьировани тепловых режимов без изменени начальной скорости и момента инерции маховика , а также получение соединений высокого качества деталей из трудносвариваемых материалов.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу инерционной сварки трением , заключающемус в осевом сжатии и нагреве соедин емых деталей, из которых одну вращают с посто нной скоростью, а другую, снабженную маховиком с заданньш моментом инерции, разгон ют моментом трени стыка до выравнивани относительных скоростей вращени , дополнительно ввод т орбитальное относительное движение деталей, располага их несоосно и непрерывно измен величину несоосности. На фиг. 1 показана конструктивна схема мащины дл инерционной сварки трением; на фиг. 2 - сечение рабочего щпиндел и схема механизма дл регулировани

величины несоосности шпинделей.

Схема содержит корпус 1, электродвигатель 2, рабочий шпиндель 3, рабочий щпиндель с маховиком, 4, соедин емые детали 5 и 6, эксцентрик 7, в котором закреплены подг щипники шпиндел 4, поршень 8 и шток 9 механизма дл регулировани величины несоосности шпинделей 3 и 4. Стрелкой Р обозначено давление в цилиндре поршн 8 механизма дл регулировани величины несоосности шпинделей 3 и 4.

Способ осуществл ют следующим образом .

Соедин емые детали 5 и б закрепл ют в зажимах шпинделей 3 и 4, после чего с помощью электродвигател 2 сообщают

5 шпинделю 3 определенную скорость вращени . Орбитальное движение может вводитьс на любом этапе вращени ; в случае сварки трудносвариваемых металлов целесообразно увеличивать несоосность до максимума , характерного дл орбитальной сварки , в середине нагрева, а к началу проковки плавно уменьшать ее до нул ; в случае, если машина имеет недостаточную мощность дл сварки деталей заданного диаметра , целесообразно вводить несоосность к

с моменту выравнивани относительных скоростей вращени деталей с возможным удержанием ее максимума после выравнивани скоростей, во всех случа х сварки можно вводить колебательный процесс изменени несоосности в цел х повышени

0 мощности процесса и качества соединени . Заданна величина несоосности устанавливаетс посредством эксцентрика 7, который с помощью поршн 8 и щтока 9 поворачивают до упора (не показан). Детали 5 и 6 сжимают осевым усилием, необходимым

дл нагрева их торцов.

Под действием сил трени в стыке щпиндель 4 с маховиком начинает разгон тьс вплоть до выравнивани относительных скоростей вращени деталей 5 и 6. В начальный момент орбитальное относительное движение деталей 5 и б незначительно и процесс сварки развиваетс по обычной схеме инерционного способа с присущей ей интенсивностью нагрева. По мере выравниваНИН скоростей вращени деталей 5 и б увеличиваетс скорость орбитального относительного движени в стыке. Это дополнительное движение обеспечивает увеличение ввода энергии в стык, что способствует интенсификации процесса нагрева.

После окончани нагрева эксцентрик 7 возвращают в исходное положение, соответствующее соосности деталей 5 и 6, и последние сжимают усилием проковки.

Регулировку величины несоосности следует производить в диапазоне О-2 мм.

Предлагаемый способ экспериментально опробован при инерционной сварке жаропрочных и конструкционных материалов. Получено хорощее качество соединени сплава ЖС6-К и стали 40 Г дл изделий диаметром 21-42 мм на режимах, когда используют различные маховики (в том числе и низкомоментные) и начальную скорость рабочего шпиндел 2800 об/мин. После ,5 с нагрева увеличивают несоосность в стыке до 1 мм, а к началу проковки (после 3,3 с нагрева) плавно уменьщают ее до нул .

Claims

СПОСОБ ИНЕРЦИОННОЙ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, заключающийся в осевом сжатии и нагреве соединяемых деталей,из которых одну вращают с постоянной скоростью, а другую, снабженную маховиком с заданным моментом инерции, разгоняют моментом трения стыка до выравнивания относительных скоростей вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения универсальности процесса сварки и качества соединения, дополнительно вводят орбитальное относиГельное движение деталей, располагая их несоосно и непрерывно изменяя величину несоосности.

Фиг. 1

SU .,.,1098721