SU1493424A1

SU1493424A1 - Method of inertia friction welding

Info

Publication number: SU1493424A1
Application number: SU884378803A
Authority: SU
Inventors: Леонид Владимирович Литвин; Александр Трофимович Дышленко; Иван Алексеевич Черненко; Владимир Иванович Тишура; Яков Борисович Энтин; Александр Владимирович Нечаев; Вячеслав Александрович Бережков
Original assignee: Институт Электросварки Им.Е.О.Патона; Коломенский тепловозостроительный завод им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-07-15

Abstract

Изобретение относитс к технологии инерционной сварки трением и может быть использовано при изготовлении деталей и узлов. Цель изобретени - повышение качества сварных соединений. В процессе инерционной сварки трением при изменении знака производной момента сил трени на противоположный увеличивают осевое усилие. Величину, на которую необходимо изменить осевое усилие, устанавливают обратно пропорционально времени или количеству оборотов, при которых происходит изменение знака производной момента сил трени . Установка проковочного усили с учетом времени или количества оборотов, завис щих от наличи на свариваемых поверхност х следов окалины и значительных скосов, позвол ет стабилизировать величину и скорость осадки. 1 ил.The invention relates to the technology of inertial friction welding and can be used in the manufacture of parts and assemblies. The purpose of the invention is to improve the quality of welded joints. In the process of inertial friction welding, when the sign of the derivative of the moment of friction forces changes to the opposite, the axial force is increased. The value by which the axial force must be changed is set inversely with the time or the number of revolutions at which the sign of the derivative of the moment of friction forces changes. Installing the forging force, taking into account the time or the number of revolutions, depending on the presence of traces of scale and significant bevels on the welded surfaces, makes it possible to stabilize the magnitude and speed of the draft. 1 il.

Description

Изобретение относитс к сварочной технике и может быть использовано при изготовлении деталей и узлов методом инерционной сварки трением.The invention relates to welding technology and can be used in the manufacture of parts and components by inertial friction welding.

Цель изобретени - повышение качества сварных соединений при инерционной сварке трением.The purpose of the invention is to improve the quality of welded joints during inertial friction welding.

На чертеже изображены графики, иллюстрирующие сущность способа.The drawing shows graphs illustrating the essence of the method.

Первые максимумы моментов сил трени на чертеже не показаны.The first maximums of the moments of friction forces are not shown in the drawing.

При отсутствии возмущающих факторов процесс инерционной сварки трением протекает по заранее установленнойIn the absence of disturbing factors, the process of inertial friction welding proceeds according to a predetermined

t,, п,, Р, , Рпрограмме: (пр , и, L , L. , i.,, i., , r,j .где n - изменение количества оборотов при разгоне враща101:;ихс масс доt ,, п ,, Р,, Rprogram: (pr, u, L, L., i. ,, i.,, r, j. where n is the change in the number of revolutions during acceleration of rotation101:; their mass to

номинальных оборотов; п - количество оборотов, которое совершают врадёш- щиес массы от момента отключени привода вращени и включени осевого усили до полной остановки вращанхцих- с масс; t - врем сварки; t, - врем , при котором измен етс знак про- изводной момента сил трени ; п - . количество оборотов вращающихс масс, при котором измен етс знак производной момента сил трени ; Р - первоначально установленное осевое усилие; Pj - осевое усилие, на котором производ т окончание процесса сварки (проковочное усилие).nominal speed; n is the number of revolutions that are made by opposing masses from the moment the rotational drive is disconnected and the axial force is turned on until the rotation of the rotor is completely stopped; t is the welding time; t, is the time at which the sign of the derivative of the moment of friction forces changes; P - . the number of revolutions of the rotating masses at which the sign of the derivative of the moment of frictional force changes; R - the initial installed axial force; Pj is the axial force at which the end of the welding process is carried out (forging force).

Если в процессе сварки по причине изменени сзарг1ваемого материала, неСОIf in the process of welding due to the change of the material being shrunk, there is NO CO2

оabout

стабильности усили Р и т.п. уменьитс врем сварки t (или количество боротов п, которые совершают вращаюиес массы до полной остановки), то г одновременно уменьшитс и врем t (или количество оборотов п), при котором измен етс знак прюизводной момента сил трени . Приложение при t (h) проковочного усили Р2 приводит IQ к уменьшению величины и скорости осадки. Дл того 5 чтобы величина и скорость осадки остались на прежнем уровне, необходимо приложить проковочное усилие Р„, т,е, увеличить про- |5 ковочное усилие на величину Д .stability of effort P, etc. the welding time t decreases (or the number of borings n that rotate the mass to a complete stop), then g simultaneously decreases the time t (or the number of revolutions n), at which the sign of the effective moment of frictional force changes. The application at t (h) of the forcing force P2 leads IQ to a decrease in the magnitude and speed of the draft. In order for the magnitude and speed of the sedimentation to remain at the same level, it is necessary to apply a forging force Pn, t, e, to increase the propelling force by an amount D.

Наоборот, при наличии на сваривае- мых торцах значительных скосов или следов окалины увеличиваютс t и t (соответственно до t и t, ), и д/г 20 стабилизации величины и скорости осадки необходимо приложить проковоч- ное усилие Рг , т.е. уменьшить усилие Р,, на величину. Д .On the contrary, if there are significant bevels or traces of scale on the welded ends, t and t increase (respectively, to t and t,), and d / g 20 stabilizing the value and speed of upsetting, it is necessary to apply a forging force Pr, i.e. reduce the force P ,, by. D.

Способ осуществл етс следующим 25 образом,The method is carried out in the following 25 ways.

После отключени привода вращени и при включении осевого ус1ши измер ют врем (или число оборотов), при котором знак производной момента сил ЗО трени изменитс на противоположный. Врем , при котором изменитс знак производной (или количество оборотов), сравниваетс с эталонным, установленным экспериментально (т.е t( или „. мAfter turning off the rotational drive and when the axial engagement is turned on, the time (or the number of revolutions) is measured at which the sign of the derivative of the torque moment of the friction friction force changes to the opposite. The time at which the derivative's sign changes (or the number of revolutions) is compared with the reference one established experimentally (i.e. t (or „. M

t, сравниваютс с t,, а соответственно п1| или п, - с п, ), При t t (или nj : п, ) осевое Р увеличивают на величину д , а при t t () осевое усилие уменьшают на 0 величину Л и таким образом устанавливают усили соответственно Р/ или Р . Величины этих усилий опреде . t , Рг t, are compared with t ,, and respectively n1 | or n, - с п,), At t t (or nj: n,), the axial P is increased by the value of d, and at t t () the axial force is reduced by 0, the value of L and thus the forces of P / or P are set, respectively. The magnitude of these efforts is determined. t, Pr

л ютс из пропорции - ,are out of proportion -

t, t,

илиor

4545

t4 Pi „(Р .г tn t4 Pi „(Р. г tn

-- -71, тогда Р., -- - -71, then R., -

С( fi t,C (fi t,

Рт-. t, .....г Hg- t, ..... g

, Аналогично .Р„ t, . . Similarly .Р „t,.

„ IPi- п„IPi

,И р. ---77- .And r. --- 77-.

Экспериментально установлено,, что при отклонении времени t (или количества оборотов п,) менее чем на 8%It was established experimentally that when the time t (or the number of revolutions n,) deviates by less than 8%

от номинального5 нет необходимости в Iitfrom nominal5 no iit needed

, изменении уоши Р до Рг. и Р. При, changing your P to Pg. and R. When

изменении t, (или п,) более чем наchanging t, (or n,) by more than

30% не удаетс получить необходимые скорость и В(вличир у осадки при любых30% can not get the required speed and B (vychiru precipitation for any

и Р:and P:

а прочность полученногоand the strength of the resulting

Q 5 Q 5

0 0

5 five

О . ABOUT .

0 0

5five

00

5five

сварного соединени ниже прочности основного (менее прочного из двух свариваемых) металла.the welded joint is lower than the strength of the main (less durable of the two welded) metals.

Пример. Проводили инерционную сварку трением стали ЭИ-69 (45х х14Н1АВ2М) со сталью 40х на модернизированной установке СТ-100, диаметры свариваемых заготовок 16 мм. Режим сварки: частота вращени , при которой отключаетс привод вращени и включаетс осевое 48,5 , момент инерции вращающихс масс 0,6 кг,м, усилие Р, 12 кН, кИ, t, 6с (п, 5 с ), Измерение момента сил трени производили с помощью та- хогенератора ТГ-5А, измерение числа оборотов - с помощью тахогенератора ТГП-З, а измерение времени - с помощью электронного секундомера. Сигнал момента сил тре ни дифференцировалс и подавалс на вход нуль-органа, выполненного на базе двувходового компаратора . Когда напр жение на выходе дифференциатора измен ет свой знак и врем этого изменени соответствует t, 6 с (или п 5 с ), компаратор переключалс и выдавал сигнал на переключение осевого усили от Р. Example. Inertial friction welding was carried out on steel EI-69 (45x x14N1AV2M) with steel 40x on a modernized installation ST-100, the diameters of the welded workpieces were 16 mm. Welding mode: rotational frequency at which the rotational drive is turned off and the axial 48.5 is turned on, the moment of inertia of the rotating masses is 0.6 kg, m, the force P, 12 kN, kI, t, 6s (n, 5 s), the measurement of the moment of forces friction was made with the help of a TG-5A tachogenerator, rotational speed measurement using a TGP-3 tachogenerator, and time measurement using an electronic stopwatch. The moment signal of the third force was differentiated and fed to the input of a null organ, made on the basis of a two-input comparator. When the voltage at the output of the differentiator changes its sign and the time of this change corresponds to t, 6 s (or 5 s), the comparator switched and gave a signal to switch the axial force from P.

1one

12 кН до F2 50 кН. Если напр жение на выходе дифференциатора измен лось , например, через 7 с, то выдавалс сигнал на переключение осевого усили от.Р 12 кН. до Pj 43 кН, 12 kN to F2 50 kN. If the voltage at the output of the differentiator changed, for example, after 7 s, then a signal was issued to switch the axial force from. P to 12 kN. up to Pj 43 kN,

Согласно предлагаемому способу величина проковочного усили Pj устанавливаетс дифференцированно с учетом времени или количества оборотов вращающихс масс, завис щих от наличи на свариваемых поверхност х следов окалины и значительных скосов. В результате этого при сварке стабилизируютс величина и скорость осадки, повышаетс качество сварного соединени According to the proposed method, the magnitude of the forging force Pj is set differentially, taking into account the time or number of revolutions of the rotating masses, depending on the presence of traces of scale on the surfaces being welded and significant bevels. As a result, during welding, the magnitude and rate of precipitation stabilize, the quality of the welded joint improves.

Claims

Invention Formula

A method of inertial swirling by friction, including heating the joint zone with energy stored by rotating masses, when an axial load is applied, which increases when the sign of the derivative of the frictional force momentum changes to the opposite one, so that

1493424

improve the quality of the welded joint to change the axial load, the thrust, measure time or number is inversely proportional to revolutions, which rotates the mass to revolutions or time, when committed after the application of axial pressure, the sign of the derivative of the moment of friction forces changes.

ruzki, and the amount by which I need

Lr

It is possible to change the axial load, inhale it is inversely proportional to the number of revolutions or time, etc.

which is a change in the sign of the derivative of the moment of strength of friction.

//