SU1512740A1 - Способ сварки трением - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сварке трением и может быть использовано при производстве режущего инструмента. Цель изобретени  - упрочнение сварного шва, устранение условий закалки быстрорежущей стали в зоне термического вли ни  и снижение энергоемкости. Дл  этого сварку производ т в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущих сталей, который достигают, использу  следующие режимы: частота вращени  до 2 с^-1

удельное давление нагрева 367-588 МПа

врем  нагрева 7-10 с

удельное давление проковки 539-784 МПа

врем  проковки 1-3 с. Выполнение сварки трением в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущей стали исключает возможность образовани  блест щих полос скольжени , снижающих прочность сварного шва, а также исключает необходимость отжига заготовок, что повышает производительность процесса и снижает его энергоемкость.

Description

Изобретение относитс  к сварке трением и может быть использовано при производстве режущего инструмента.

Цель изобретени  - упрочнение свар- . ного шва, устранение условий закалки быстрорежущей стали в зоне термического вли ни  и снижение энергоемкости процесса.

Сварку трением заготовок из быстрорежущих и конструкционных сталей осуществл ют посредством их нагрева в процессе относительного вращени  с приложением контактного давлени . Когда достигаетс  температура, при которой про вл етс  эффект сверхплас- тичнос ти быстрорежущей стали, вращение прекращают и производ т проковку с приложением контактного давлени , большего чем при нагреве. Температурный интервал сверхпластичности быстрорежущих сталей достигают, использу  следующие режимы:

.Частота вращени , 2

Удельное давление на.грева, МПа

367-588

Брем  нагрева, с 7-10

Удельное давление проковки,

МПа 539-784

Врем  проковки, с 1-3 Среднее врем  цикла по предлагае- моьгу способу не превышает времени цикла по известным спосо бам и не может вызвать снижени  производительности производственного процесса.

Пример 1, Производ т сварку трением биметаллических заготовок режущего инструмента с рабочей частью из быстрорежущей стали Р6М5 и с хвоеСП

ю

s|

3 151274

товой частью из стали 45 диаметром 13 мм на опытной установке, созданной на базе сварочной машины МФ-362 на следующих режимах:,

Частота вращени , 1,16

Удельное давление нагрева,

Ша 374,4,

Врем  нагрева, с 9

Удельное давление проковки, ю

МПа 588

Врем  проковки, с 2 Результаты сравнительных испытаний на ударный изгиб образцов, сваренных предлагаемым способом и по су-15 ществующей технологии, показали увеличение ударной в зкости в .2,25 раза при твердости зоны сварного шва НБ 255,

П р и м е р 2. Производ т сварку

,

заготовок из стали Р6М5 и ст.45 диаметром 20 мм на следующих режимах: ; Частота вращени , с 1,16

Удельное давление нагрева,

МПа 264

Врем  нагрева, с 9

Удельное давление проковки,

МПа . 323

Врем  проковки, с 2 Результаты сравнительных испытаний на ударный изгиб показали увеличение ударной в зкости в 1,38 раза при твердости НВ 255. Незначительное упрочнение сварного шва объ сн етс  низким удельным давлением проковки.

Расчет режимов сварки трением в температурном интервале сверхпластич ности быстрорежущих сталей производитс  исход  из услови , что врем  нагрева и проковки не превышает вре- манн цикла по сзществующим способам сварки трением, а именно 9 и 2 с.

Дл  времени нагрева i 9 с выведена эмпирическа  формула, котора  с удовлеворительной дл  практических расчето точностью св зывает между собой уделное давление нагрева, диаметр свариваемых заготовок и частоту вращени 

Hi

20og

где Р,.. - удельное давление нагрева,

МПа;

D - диаметр заготовок, мм; п - частота вращени ,с . 55 При сварке необходима некотора  коррекци  режимов дл  получени  сварного шва максимальной прочности, должны быть подобраны такие удельные дав

5

0

5

0

5

0

45 50

55 . лени  нагрева и частота вращени , ко- торые позвол ют за врем  cJ 9 с достичь температуры сверхпластичности быстрорежущих сталей и прогреть околошовную зону на необходимую глубину-. Давление нагрева следует выбирать из диапазона 367 - 588 МПа. Достижение температурного интервала сверхпластич- ности быстрорежущих сталей возможно ,

и при более низких значени х давлени  нагрева, но это приводит к увеличению времени нагрева, что экономически нецелесообразно. С учетом предела прочности материала хвостовой части задан диапазон давлений проковки

539 - 784 Ша. Снижение давлени  проковки приводит к ухудшению механических свойств сварного соединени . Значение давлени  нагрева не может пре- вьш1ать 588 МПа, а давлени  проковки 784 МПа потому, что необходим некоторый запас прочности заготовок хвостовой части, чтобы не произошло их разрушение при сварке.

Выполнение сварки трением в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущей стали (когда момент вращени  близок к своему максимальному значению, а толщина промежуточного сло , образованного в результате переноса быстрорежущей стали на поверхность трени  заготовки из конструкционной стали, незначительна) исключает возможность образовани  блест щих полос скольжени , снижающих прочность сварного шва.

У быстрорежущих сталей эффект сверхпластичности про вл етс  при температурах от АС, - (15 - 25) с до АС,, т.е. при максимальных температурах существовани  с( -твердого раствора Сразу после нагрева выше этой температу- , ры начинаетс  превращение (перлит- аустенит). Поскольку температура в зоне сварки не превышает АС, аусте- нит не образуетс , при охлаждении на

воздухе заготовки сохран ют структуру оттоженной стали (сорбитообразный перлит), имеют низкую твердость и не нуждаютс  в отжиге, что повышает производительность, процесса, снижает его энергоемкость.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ сварки трением быстрорежу- щих сталей с конструкционными, включающий стадию нагрева, на которой

   51512740

   заготовки привод т в относительноературном интервале сверхпластичности

   вращение при посто нном приложениибыстрорежущих сталей, который достиконтактного давлени ,, и стадию проков-ratoT, использу  следующие режимы: ки, которую осуществл ют после прек- , Частота вращени , 2 ращени  вращени , отличаю-Удельное давление нагрева,

   щ и и с   тем, что, с целью упрочне- МПа 367 - 588 ни  сварного щва, устранени  условий Брем  нагрева, с 7 - 10 закалки быстрорежущей стали в зонеУдельное давление проковки,

   термического вли ни  и снижени  эйер-   МПа 539 - 784 гоемкости, сварку производ т в темпе- Врем  проковки, с 1-3