SU1240532A1 - Friction welding method - Google Patents

Description

10ten

1515

i1240532i1240532

Изобретение относитс  к областиThis invention relates to the field of

варки   может быть использовано при варке трением деталей.cooking can be used for friction cooking parts.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ие эффективности путем снижени  нергозатрат.The aim of the invention is to increase efficiency by reducing energy costs.

На чертеже схематично представлеа установка дл  реализации предлагамого способа.In the drawing, a schematic representation of the installation for the implementation of the proposed method.

Предполагаетс  что в известных способах скорость относительного пеемещени  должна быть посто нной. днако на практике она непосто нна, так как величина момента трени  переменна .It is assumed that, in the known methods, the speed of relative displacement must be constant. However, in practice it is not constant, since the value of the moment of friction is variable.

Электродвигатель соединен с рабочим шпинделем 2 заготовки 3. Друга  свариваема  заготовка 4 закреплена в неподвижном зажиме поршн  5 устройства дл  осевого сжати  заготовок, цилиндр 6 которого жестко присоединен к станине 7. Вал электродвигател  1 с помощью конических шестерен подсоединен к центробежному регул тору 8. Рабочий орган регул тора 8 выпол- ней в виде золотника 9. Гидравлический насос 10 дл  обслуживани  устройства сжати  заготовок имеет трубопроводы нагнетательной 11 и всасывающей 12 линии. Цилиндр 13 золотника 9 имеет сливную линию 14 и линии управлени  15 и 16, которые подсоединены к цилиндру 6,The electric motor is connected to the working spindle 2 of the workpiece 3. Another welded workpiece 4 is fixed in a fixed clamp of the piston 5 of the device for axial compression of the workpieces, the cylinder 6 of which is rigidly attached to the frame 7. The shaft of the electric motor 1 is connected with a bevel gear to the centrifugal regulator 8. The working body the regulator 8 is implemented in the form of a spool 9. The hydraulic pump 10 for servicing the device for compressing the workpieces has pressure lines 11 and a suction line 12. The cylinder 13 of the spool 9 has a drain line 14 and control lines 15 and 16, which are connected to the cylinder 6,

.Электромагнитный золотник 17 предназначен дл  изменени  функционального назначени  линии управлени  15 и 16 на противоположное. Электрическа  часть золотника 17 подсоединена к тормозному устройству (на -чертеже не показано).Electromagnetic spool 17 is designed to change the functional purpose of control line 15 and 16 to the opposite. The electrical part of the spool 17 is connected to a braking device (not shown in the b-drawing).

2020

2525

30thirty

3535

до пр 3 ни вы ст на ли ни до щаto pr 3 neither you stand nor shi

од но ре ин да ги те мо бо эл ги ро те за и ниone re ini di gie mobo el giro te for and not

се н  но из де пр в и меse n no of de pr in and me

В результате при сварке любых по сечению заготовок давление может ме н тьс  от максимального до минималь ного, обеспечива , на всех режимах не изменную установленную скорость шпи дел  2, а на установившемс  режиме процесса сварки, когда момент трени  в стыке заготовок (а, следовательно и скорость вращени  шпиндел  2) не мен етс , имеет место строго заданноAs a result, when welding any workpiece across the section, the pressure can vary from maximum to minimum, ensuring, in all modes, an unchanged variable spindle speed 2, and at a steady state welding process, when the moment of friction in the joint of the workpieces (and the rotational speed of the spindle 2) does not vary; it is strictly specified

Предлагаемый способ сварки трением критическое давление (прин той скореализуетс  в предлагаемом устройстве следующим образом.The proposed method of friction welding is the critical pressure (adopted in the proposed device as follows.

После закреплени  заготовок 3 и 4 в. зажимах, включени  электродвигател  1 и насоса 10 рабочий шпиндель 2 начинает увеличивать скорость вращени . Пока эта скорость не достигла заданной, номин-альной, грузы регул - тора 8 приближены к оси своего вращений , золотник 9, смещен относительно положени , показанного на чертеже (вниз). Давление насоса 10 через нагнетательную 11 и всасывающую 15 линии подаетс  в лезуто лолость цилиндра 6 в то врем , как его права  полость через управл ющую линию 16 соединена со сливом линии 14. Поршень 3 находитс  в крайнем правом положении.After securing the workpieces 3 and 4 in. clamps, turning on the electric motor 1 and the pump 10 working spindle 2 begins to increase the speed of rotation. Until this speed has reached the target, nominal, the loads of the regulator 8 are close to the axis of their rotation, the spool 9 is shifted relative to the position shown in the drawing (down). The pressure of the pump 10 through the discharge 11 and the suction 15 lines is fed into the blade of the cylinder 6 while its right cavity through the control line 16 is connected to the drain line 14. The piston 3 is in the extreme right position.

Как только скорость шпиндел  2 достигает номинальной и несколько превышает ее, поскольку заготовки 3 и 4 еще не вошли в контакт, золотник 9 занимает положение несколько выше, показанного на чертеже, вследствие чего нагнетательна  лини  11 насоса 10 сообщаетс  с управл ющей линией 16, а лини  15 - со Сливом линии 14. Поршень 5- перемещаетс  вл.ево до соприкосновени  неподвижной и вращающейс  заготовок 3 и 4.As soon as the speed of the spindle 2 reaches the nominal and slightly exceeds it, since the workpieces 3 and 4 have not yet come into contact, the spool 9 takes a position slightly higher than that shown in the drawing, as a result of which the discharge line 11 of the pump 10 communicates with the control line 16 and the line 15 - with the Drain of the line 14. The piston 5 - moves its own until it touches the stationary and rotating workpieces 3 and 4.

Насос 10 настроен посто  Т)о на одно давление - проковки, т.е. примерно в 2 раза превышающее давление нагрева . Вследствие этого происходит интенсивна  притирка торцов заготовок 3 и 4 под давлением проковки, благодар  использованию кинетической энергии шпиндел  2 и ротора электродвигател  1. В эт.о врем  интенсивно растет момент трени  в стыке заготовок, работа которого потребл ет энергию электродвигател  и кинетическую энергию вращающихс  масс. Как только скорость шпиндел  2 понижаетс  относительно номинальной до 10% золотник 9 закрывает каналы управл ющих линий 13 и 16, стабилизиру  предельные давле-. ни , сохран ющие номинальную скорость.The pump 10 is set to constant T) about one pressure - forgings, i.e. about 2 times the heating pressure. As a result, intensive grinding of the ends of the blanks 3 and 4 under the pressure of the forging takes place, due to the use of the kinetic energy of the spindle 2 and the rotor of the electric motor 1. At this time, the frictional moment at the junction of the blanks, whose work consumes the energy of the rotating mass, increases rapidly. As soon as the speed of the spindle 2 decreases relative to the nominal value of 10%, the spool 9 closes the channels of the control lines 13 and 16, stabilizing the limiting pressures. nor, retaining the nominal speed.

В результате при сварке любых по сечению заготовок давление может мен тьс  от максимального до минимального , обеспечива , на всех режимах неизменную установленную скорость шпиндел  2, а на установившемс  режиме процесса сварки, когда момент трени  в стыке заготовок (а, следовательно, и скорость вращени  шпиндел  2) не мен етс , имеет место строго заданноеAs a result, when welding any workpiece cross-section, the pressure can vary from maximum to minimum, ensuring, in all modes, the constant set speed of spindle 2, and at steady state welding process, when the moment of friction at the joint of the workpieces (and, consequently, the speed of rotation of spindle 2) does not change; strictly specified

критическое давление (прин той скорости вращени  шпиндел ), Это дает возможность производить сварку заготовок различного сечени  при строго заданном критическом давлении. Перевод системы на различные необходимые критические давлени  осуществл ют изменением нат жени  пружины регул тора 8 (на чертеже механизм изменени „нат жени  не показан).critical pressure (assumed spindle rotational speed). This gives the opportunity to weld workpieces of various sections with a strictly specified critical pressure. The transfer of the system to various necessary critical pressures is carried out by changing the tension of the spring of the regulator 8 (in the drawing, the mechanism for changing the tension is not shown).

После окончани  нагрева заготовок включают тормозное устройство (на чертеже не показано), электрическа  цепь которого, воздейству  на золотник 17, мен ет функциональное назначение управл ющих линий 15 и 16. С уменьшением скорости вращени  грузов регул тора 8 давление в правой полости цилиндра 8 плавно увеличиваетс  до значени  давлени  проковки.After heating, the blanks turn on the braking device (not shown), whose electrical circuit, acting on the valve 17, changes the functional purpose of the control lines 15 and 16. As the speed of rotation of the regulator 8 decreases, the pressure in the right cavity of the cylinder 8 gradually increases. to the value of the forging pressure.

При отключении тормозного устройства золотник 17 возвращаетс  в исходное положение, и устройство готово к следующему циклу сварки.When the braking device is turned off, the spool 17 returns to its original position and the device is ready for the next welding cycle.

Таким образом, предлагаемый способ сварки трением особенно выгоден при массовом производстве деталей, так .как позвол ет использовать приводной электродвигатель минимально необходимой мощности в соответствии с установившимс  давлением при нагреве, т.е. фактически по минимальному рабочему крут щему моменту процесса сварки. Этим определ етс  энергетическа  эконос Thus, the proposed method of friction welding is particularly advantageous in mass production of parts, since it allows the use of a drive motor with the minimum required power in accordance with the established pressure during heating, i.e. in fact, at the minimum working torque of the welding process. This determines the energy ekonos

ю 15 40532 . 4y 15 40532. four

мичность предлагаемого способа и угтmiracle of the proposed method and ugt

ройств дл  его реализации.to implement it.

По сравнению с прототипом в предлагаемом способе сварки трением используетс  полностью как мощность электродвигател , так и кинетическа  энерги  вращающихс  масс .на всех стади х сварки-. Именно такой способ .дает возможность выбрать дл  оборудовани  сварки трением минимально возможный по мощности электродвигатель.Compared with the prototype, in the proposed friction welding method, both the power of the electric motor and the kinetic energy of the rotating masses are used at all stages of welding. It is this method that makes it possible to choose the lowest possible electric motor for friction welding equipment.

Возможность строго стабилизировать критическое давление при нагреве при заданной скорости вращени  позвол ет получить теоретически минимальное врем  дл  качественной сварки.The ability to strictly stabilize the critical pressure during heating at a given rotational speed provides a theoretically minimal time for high-quality welding.

Составитель Л.Лапина Редактор.Парфенова Техред В.Кадар Корректор М.ПожоCompiled by L.Lapina Editor.Parfenova Tehred V.Kadar Proofreader M.Pojo

Заказ 3433/9Тираж 1001 ПодписноеOrder 3433/9 Circulation 1001 Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретенш и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4.Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4.

ИAND

/7/ 7

Claims (1)

СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, при котором соединяемые детали приводят в контакт с приложением усилия сжатия при одновременном относительном их перемещении, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа путем снижения энергозатрат, усилие сжатия изменяют, поддерживая скорость относительного перемещения постоянной.METHOD OF FRICTION WELDING, in which the parts to be connected are brought into contact with the application of compressive forces while simultaneously moving them relatively, characterized in that, in order to increase the efficiency of the method by reducing energy consumption, the compression force is changed while maintaining the relative displacement rate constant.