SU814626A1

SU814626A1 - Способ сварки трением деталей изРАзНОРОдНыХ МЕТАллОВ

Info

Publication number: SU814626A1
Application number: SU792763671A
Authority: SU
Inventors: Иван Васильевич Шибко; Сергей Иванович Вдовин; Александр Николаевич Кваша; Николай Гаврилович Воронов
Original assignee: Днепропетровский Государственныйуниверситет Имени 300-Летия Boccoe-Динения Украины C Россией
Priority date: 1979-05-11
Filing date: 1979-05-11
Publication date: 1981-03-23

Description

1

Изобретение относитс к сварке и может быть использовано во многих отрасл х промьаиленности дл получени трубчатых деталей из твердых металлов (стсши, сплавы титана и др.) с корпусными детгш ми из м гких металлов (сплавы алюмини , магни , меди) в нахлесточном исполнении , а также биметаллических переходников трубопроводов из указанных металлов.

Известен способ получени аналогичных соединений сваркой давлением, заключающийс в запрессовке предэарительно нагретой заостренной детали из более твердого металла в деталь из более м гкого металла Ц .

Однако этот способ не обеспечивает высокого качества соединени вследствие недостаточной очистки контактируемых поверхностей, так как в процессе запрессовки осуществл етс только поступательное перемещение деталей. Он.и непригодны дл сварки тонкостенных деталей, так как требуемое усилие запрессовки может превышать {{редел устойчивости заостренной детали и хар актеризуютс низкой производительностью и высокой энергоемкостью процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс способ сварки трением деталей из разнородных металлов, при котором в торце детали из пластичного металла предварительно растачивают отверстие, а в торце детали из твердого металла выполн ют конусную разделку отверсти С2.

Недостатке известного способа &л етс то, что он не обеспечивает высокое качество соединений, так как окисные пленки и другие загр знени на контактируемых поверхност х только разрушаютс , но не удал ютс из зоны сварного шва. Кроме того, при сварке nomix детгшей возможна ее пластическа дефО{жаци и с уменьшением проходного сечени вследствие неуравновешенности действующих на нее давлений.

Цель изобретени - повышение качества сварного соединени полых деталей с различной толщиной стенок путем сохранени внутреннего проходного отвёрсхи , а также сохранение жесткости свариваемого соединени .

Посфаалекна цель достигаетс тем, что наружную поверхность полой детали из твердого металла выполн ют

конусной с углом конусности 3-6, конусное отверстие с углом конусности 40-50, а отверстие в торце детали из пластичного металла выполн ют на длину наружной конусности детали из/твердого металла и дйг1метром меньшим диаметра торца детали из твердого металла на 1,0-1,6 толщины стенки этой детали. На наружную поверхность детали из пластичного металла устанавливают технологическую втулку.

На фиг. 1 изображена пола деталь из более твердого металла; на фиг. 2 - соединение, где срезанный припуск удалитс из отверсти .

Пола деталь из более твердого металла 1 выполнена конической под углом об 3-6 на наружной поверхности и фаской подуглом Ь 40-50 градусов по внутренней кромке до заострени торца. В корпусной детали 2 или трубчатой 3 из пластичного металла отверстие на длину нахлестки выполнено меньше диаметра заостренного торца детали 1 на величину удвоенного припуска Z. При сварке с трубчатойдетешью 3 на ее наружную поверхность надета жестка технологическа втулка 4. Z 0,5-0,8 толщины стенки детали.

В rtpouecce сварки трением детали нагреваютс , происходит интенсивна очистка от окисных пленок и других загр знений наружной поверхности детали 1, что способствует получению качественного сварного соединени . Под действием осевого усили заостренна деталь 1 врезаетс в тело детали 2 или 3 со сн тием припуска на ее внутренней поверхнос ти .

При врезании на конические поверхности детали 1 действуют радиальные силы Р и РО I которые завис т от значений углов ос/ , Ъ и припуска 2 , Чтобы эти силы не деформировали врезаемую детгшь 1, необходимо, чтобы они были уравновешены в пределах несущей способности заостренной части этой детали, что и обеспечиваетс указанными геометрическими характеристиками.

Верхний предел угла of- определ етс из услови получени достаточной величины нахлестки (до 10 толщин стенки врезаемой детали) , а нижний установлен экспериментально как миниэдальный , обеспечивающий достаточное дл получени качественного сварного соединени контактное давление .

Возникающа вследствие среза и см ти припуска сила Р, на фаске зав , сит от ее прот женности, определ емой толщиной стенки врезаемой детали и углом (Ь , который не может быть малым из услови прочности заостренной 1асти этой детали. Поэтому дл ограничени силы Рг величина припуска ограничиваетс в определенных экспериментально пределах, причем большее значение припуска соответствует малым толщинам стенки врезаемой детали. Технологическа втулка 4 на трубчатой детали 3 предотвращает ее деформацию наружу.

Пример . Проводитс сварка .образцов из стали 12 Х18 Н10Т и алюмини АД1. Отрезок стальной трубки с наружным диаметром 20 мм и толщиной стенки 2 мм выполн етс с конусностью по наружной поверхности под углом на длину 20 мм и фаской под углом 45. Деталь из алюмини с наружным диаметром 24 мм выполн етс с отверстием дигьметром i6 мм. Сварка производитс на экспериментальной машине дл сварки трением при скорости вращени шпиндел 1000 об/мин, усилии нагрева ISOISO кгс, усилии проковки 400-420 кг врем проковки 5 сек., прекращение вращени при достижении нахлестки 20 мм. Алюминиева деталь закрепл етс в патроне через жесткую стальную втулку, котора легко снимаетс с соединени после охлаждени .

Из полученных соединений вырезаютс кольца, которые подвергаютс механическим испытани м на срез. . Прочность соединений составл ет f 7-8 кгс/мм, разрушение по алюминию

Металлографические исследовани показывают высокое качество сварног шва, непровары, несплошности и интерметаллиды отсутствуют.

Испытани на герметичность показывают вакуумную плотность соединений не хуже I-IO мм рт.ст. л/сек по гелию.

Микроисследование соединений покзывает , что искажение проходного сечени стальной детали не превышает 2-3% диаметра.

Провод тс исследовани по сварке образцов из сталей и сплавов титана с наружным диаметром от 8 до 40 мм и толщиной стенки титана с наружным диаметром от 8 до 40 мм и толщиной стенки от 1 до 5 мм и нахлесткой пор дка 10 толщин стенки с детал ми из алюмини АД1, гшюминиевых сплавов АМгЗ, АМгб и магниевым сплавом КА2-1, которые подтверждают достоверность за вл емого.

Предлагаег.1ый способ позвол ет повысить качество соединений при неизменности проходного сечени охватываемой детали и достижении нахлески до 10 толщин стенки этой детали.

Способ характеризуетс высокой производительностью, малой энергоемкостью , высоким значением коэффициента использовани металла. Дл реализации способа молсет быть использовано отечественное серийное оборудование .

Claims

Формула изобретения

1. Способ сварки трением деталей из разнородных металлов, при котором в торце детали из пластичного металла предварительно растачивают отверстие, а в торце детали из твердого металла выполняют конусную разделку отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения полых деталей с различной толщиной_чстенок путем сохранения внутреннего проходного отверстия, наружную поверхность полой детали из твердого металла выполняют конусной с углом конусности 3-6°, конусное отверстие^ с углом конусности 40-50^, а отверстие в торце детали из пластичного металла выполняют на длину наружj ной конусности детали из твердого металла и диаметром меньшим диаметра торца детали из твердого металла на 1,0-1,6 толщины стенки этой детали .
2. Способ поп. 1, отлича ю— щ и й с я тем, что, с целью сохранения жесткости свариваемого соединения, на наружную поверхность детали из пластичного металла устанавливают технологическую втулку.