SU1204344A1

SU1204344A1 - Способ сварки трением

Info

Publication number: SU1204344A1
Application number: SU843717288A
Authority: SU
Inventors: Николай Ильич Камакин; Вячеслав Николаевич Кашин; Владимир Иванович Строков; Виктор Иванович Камыгин; Дмитрий Николаевич Белоусов; Анатолий Евгеньевич Ивон; Дмитрий Васильевич Вахрин
Original assignee: Предприятие П/Я А-7476
Priority date: 1984-02-20
Filing date: 1984-02-20
Publication date: 1986-01-15

Description

1

Изоб15етение относитс к машиностроению , а именно к сварке трением деталей из серого чугуна с нержавеющими стал ми, преимущественно с хромистыми и хромоникелевыми, и предназначено , главным образом, дл приварки уплотнительных колец к затвору клиновой задвижки из чугуна.

Целью изо.бретени вл етс повышение прочности и плотности сварного соединени в случае изготовлени детали с плоской поверхностью из серого чугуна, а кольцевой из нержавеющей стали.

На фиг.1 изображены элементы узла затвора клиновой задвижки перед сваркой трением; на фиг.2 - то же, после сварки.

Вследствие различных теплофизи- ческих свойств чугуна и стали (, коэффициента трени , прочности, температуры плавлени , теплопроводности) на торце диска 1 из серого чугуна, к которому присоедин ют стальное кольцо 2 шириной а ,предварительно выполн ют кольцевой выступ шириной Ь , меньшей контура привариваемой, заготовки, и высотой с .

С учетом разницы теплофизических свойств чугуна и стали установлена зависцмость величин Ь и с от ширины а привариваемого кольца 2. Ь 0,45-0,55 а ; . С 0,30-0,3501 .

Дл осуществлени способа подготовлены 4 типа заготовок из .серого чугуна и нержавеющей стали марки 20x13, имеющих различные размеры стыкуемых поверхностей.

Заготовки из серого чугуна в виде дисков клинового затвора задвижки . DU 80 мм размером 120x120x30 мм получали по обычной технологии с заливкой в землю. Химический состав серого чугуна,%: С 3,2; Si 2,2; Мп 0,65) ,11; Fe остальное.

После охлаждени и выбивки из опок заготовки в галтовочном барабане очищали от земли и подавали на-сварку. Стальные детали в виде колец 2 получали из трубы размером 102x84 мм. Толщину кольца принимали равной 5-7 и 20-30 мм.

Сварку осуществл ли на модернизированном полуавто мате дл сварки трением МСТ-51-5 в следующих режимах: 7,1-8 кгс/см ; 3625

043442

40 кгс/см2; tj,30-40 с; ,5- 3,0 с; п 750 об/мин; где Р,, - давление нагрева; Р - давление проковки; t - врем нагрева; врем

5 проковки; п - число оборотов заготовки .

В процессе сварки трениЬм, по мере достижени температуры, близкой к температуре плавлени серого чугу 0 на, кольцевой выс туп на детали 1 из серого чугуна начинает уменьшатьс в размерах, но истираетс не пол- .ностью, а до определенного размера, и затем внедр етс в стальную деталь

5 2. В это же врем нагретое стальное кольцо под действием осевого усили начинает деформироватьс и охватывать оставшийс кольцевой выступ на детали из серого чугуна. Процесс

20 сварки заканчиваетс ,когда стальное кольцо всей плоскостью касаетс поверхности детали из серого чугуна (фиг.2). В этот момент вращение стальной детали прекращают и выполн ют цикл проковки сварного соединени . Металлографический анализ сварных соединений, полученных с приме- нением описываемого способа сварки Трением, показьшает, что в оне сплав30 лени чугуна со сталью отсутствуют трещины, непровары и зоны с повы- шенной твердостью. Это обеспечивает получение высоких значений прочности и полной герметичности сварного сое35 динени .

Увеличение размера ширины выступа Ь на детали из серого чугуна более 0,55 ширины привариваемо- го кольца а уменьшает концентрацию

40 тепловложени и тем самым уменьшает веро тность достижени -температуры, . близкой к температуре плавлени чугуна . В этом случае графит в сером чугуне не имеет возможности выго45 реть нпи перейти в другое фазовое состо ние и остаетс в зоне трени двух деталей в виде тонкой пленки, играющей роль смазки и затрудн ющей образование сплошного соединени .

50 При ширине выступа Ь на детали из серого чугуна меньше 0,45 ширины а привариваемого стального кольца уменьшаетс прочность и плотность сварного соединени . Увеличение высоты высту55 па с на детали из серого чугуна более 0,35 шириныd привариваемого кольца приводит к увеличению времени сварки, что, в свою очередь, ведет к

3

повышенному разогреву и деформации стальной детали, ухудшающим качество сварного соединени . При высоте выступа о на детали из серого чугуна меньше трети ширины а привариваемого стального кольца уменьшаетс концентраци тепловложени , что уменьшает веро тность достижени в зоне сварки температуры, близкой к температуре плавлени чугуна, и приводит к несплавлению чугуна со сталью, тем самым уменьша значени предела прочности и наруша плотность сварного соединени в Целом.

Режим цикла сварки по описываемому способу сварки трением играет существенную роль при получении ка- чественного сварного соединени с высокими значени ми предела прочности и плотности. Увеличение давлени в процессе сварки свыше 8 кгс/см приводит к повышенному разогреву и деформации детали из стали (кольца) и уменьшению разогрева детали из серого чугуна, что в конечном итоге приводит к уменьшению показателей предела прочности и плотности сварных соединений.

После сварки образцы подвергали гидравлическим испытани м на плотность на специальном стенде под дав04344-

шением 16 кгс/см. Наличие и объем протечек определ ли в течение 30 мин. Образцы дл испытани на прочность вырезали из сварных сое5 динений, полученных методом сварки трением, предварительно подвергнутых гидравлическим испытани м.

Анализ результатов испытаний сварных соединений серого чугуна

10 с нержавеющей сталью, полученных предлагаемым .способом, свидетельствует о высоком качестве сварных соединений. Разрушение образцов при испытании на прочность сварного

15 соединени наблюдалось по основному металлу. Это объ сн етс тем, что в процессе сварки трением происходит концентрированное тепловложе- ние энергии, котора образуетс в

20 результате взаимного трени загото- :вок.

Использование предлагаемого способа сварки трением дп получени сварных соединений детали из серого

25 чугуна и нержавеющих сталей позвол ет повысить плотность и прочность сварных соединений и тем самым снизить веро тность по влени брака в процессе сварки, повысить работо30 способность ответственных конструкций из чугуна.

иг.2

ВНИИПИ Тираж 1085

Заказ 8462/11 Подписное

Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

Claims

СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ соосно установленных детали с плоской поверхностью и кольцевой детали, при котором на детали с плоской поверхностью выполняют кольцевой выступ, средний диаметр которого соответствует среднему диаметру кольцевой заготовки, о, т л и Чающий с я тем, что, с целью повышения прочности и плотности сварного соединения в случае изготовления Детали с плоской поверхностью из серого чугуна, а кольцевой из нержа- * веющей стали, выступ выполняют с шириной, составляющей 0,45-0,55 иирины привариваемой кольцевой детали, и высотой, составляющей 0,30-0,35 ширины кольцевой детали.