SU1197811A1 - Способ сварки трением - Google Patents

Abstract

СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, при котором свариваемые заготовки нагревают путем сообщени  им относительного вращени  при прижатии друг к другу, а в конце нагрева осуществл ют их торможение, обеспечива  при этом возрастание момента трени  в стыке до максимального значени , отличающийс  тем, что, с целью повьппени  прочности сварного соединени , торможение осуществл ют до нулевой относительной скорости вращени  заготовок, при достижении которой к одной из заготовок прикладывают крут щий момент, равный по i величине максимальному значению (Л момента трени  в стыке при торможении и противоположный ему по знаку. -ч

Description

Изобретение относитс  к сварке металлов трением. Цель изобретени  - ловышение пр чности сварного соединени  путем формировани  стыка по типу замкового соединени , На фиг,1 изображены графики изменени  относительной скорости (и)) заготовок и момента в стыке (М) тр ни  во времени (t) в способе сварк трением на фиг.2 - возможный вари ант схемы машины сварки трением дл реализации предлагаемого способа; на фиг.З - разрез А-Л на фиг,2, Машина сварки трением содержит корпус 1, приводной двигатель 2, вал которого посредством муфты 3 сцеплени  с рабочим шпинделем 4, В шпинделе 4-закреплена о на из свариваемых заготовок 5, а .друга  заготовка 6 закреплена неподвижно в зажиме корпуса 1. На ва лу шпиндел  4 жестко установлен эл мент 7 тормоза, а сопр женный ему элемент 8 тормоза размещен на подшипниках в корпусе 1 с возможность поворота относительно последнего. Пружина 9 установлена между двум  упорами, из которых один Ю закреплен на элементе тормоза 8, а другой - 11 - на корпусе 1. Позици ей 12 обозначен стык соединени  между заготовкам 5 и 6„ Способ осуществл ют следующим образом. После зажима заготовок 5 и 6 привод т во вращение рабочий шпиндель 4, прижима  дл  нагрева стыка 12 заготовки друг к другу с уси лием. Относительна  скорость oJ заготовок при этом остаетс  посто нной а момент трени  после достижени  первого максимального значени  М снижаетс  до установившейс  величины После нагрева стыка 12 заготово с помощью тормозных элементов 7 и производ т регламентированное торможение шпиндел  4, в результате чего момент трени  увеличиваетс  д второго макет-шального значени  Mj В самом начале торможени  фрикцпон ньгй элемент 7 воздействует тормозным моментом на фрикционный элемент 8, который поворачиваетс  вок руг оси и с помощью упора 10 сжимает пружину 9, котора  имеет опору на упор 11 корпуса 1 машины. Таким образом, фрикционный элемент 8 совершает лишь ограниченный поворот, не наруша  характеристик торможени  шпиндел , которые практически остаютс  такими же, как и при торможении на корпус. Параметры пружины 9 выбраны такими, что усилие сжатой пружины развивает на шпинделе 4 крут шкй момент, равный Mj , Пружина 9 остаетс  сжатой вплоть до окончани  торможени , когда относительна  скорость заготовок 5 и 6 становитс  равной нулю. Станов тс  равными нулю также инерционные силы П1пи адел  4, которые создавали момент трени  в стыке. Одновременно пружина 9 через сцепленные фрикционные элементы 7 и 8 передает крут щий момент в противоположную сторону, развити  силы трени , равные М , противоположного знака. Стык 12 заготовок испытывает незначительную деформацию , равную по величине деформации, получаемой в момент окончани  инерционной сварки (или обычной сварки трением без применени  тормозных устройств). В отличие от известных способов сварки в предлагаемом происходит смена знаков моментов трени  в стыке , в результате чего совокупность зерен и частиц сплошностиметалла стыка ориентированы однородно и перемещаютс  навстречу друг другу, формиру  соединение по типу замкового , что благопри тно сказываетс  на структуре и пpoч tocти сварного соединени . Предлагаема  схема машины сварки трением дл  реализации способа пе  вл етс  единственной. Возможно в момент достижени  нулевой относительной скорости заготовок создавать крут щий момент в стыке не с помощью пружины, а с помощью, например, дополнительных фрикционных элементов, приложенных к рабочему шпинделю и стрем щихс  позер-f нуть его в сторону, противоположную первоначальному вращению, или приложенных к неподвижной заготовке так, чтобы фрикционные элементы стремились повернуть ее в сторону начальной скорости вращени  рабочего шпиндел . Предлагаемый способ экспериментально опробован на машине сварки

трением типа МСТ-1. Параметры сварки: скорость рабочего шпиндел  2100 об/мин, давление нагрева 5 кгс/мм ; давление проковки 10 кгс/мм -, врем  нагрева 2,2 с, врем  проковки 1,5 с, использовали заготовки 0 20 мм, сталь 20, Качество сварного соединени  оценивали по величине ударной в зкости образцов в соответствии со стандартной методикой испытаний. Величина второго максималвного момента трени  в стыке М при торможении составл ла 16,6 кгм (т.е. 3,4 величины установившегос  момента в трени  в стыке). Это значение было использовано дл  проверки способа

1978114

с помощью дополнительных фрикционных элементов на рабочем шпинделе.

При обычной сварке трением по предлагаемому способу ударна  в зкость образцов была 20,4 кгм/см, а при сварке без проковки12 ,5 кгм/см.

Результаты сравнительного зкспе10 римента показывают, что предлагаемый способ не только улучшает качество сварных соединений, но и снижает требуемую величину проковочньгх усилий. Способ рекомендуетс  15 примен ть на машинах сварки трением, предназначенных дл  ответственных деталей.

5 /г б

г 37

Фие. 2

А-4

А/. 3

Claims (1)

1. СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, при котором свариваемые заготовки нагре· вают путем сообщения им относительного вращения при прижатии друг к ДРУгу, а в конце нагрева осуществляют их торможение, обеспечивая при этом возрастание момента трения в стыке до максимального значения, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сварного соединения, торможение осуществляют до нулевой относительной скорости вращения заготовок, при достижении которой к одной из заготовок прикладывают крутящий момент, равный по величине максимальному значению момента трения в стыке при торможении и противоположный ему по знаку.

   Фие.1