SU1748978A1 - Method of welding metals by friction - Google Patents
Method of welding metals by friction Download PDFInfo
- Publication number
- SU1748978A1 SU1748978A1 SU904805660A SU4805660A SU1748978A1 SU 1748978 A1 SU1748978 A1 SU 1748978A1 SU 904805660 A SU904805660 A SU 904805660A SU 4805660 A SU4805660 A SU 4805660A SU 1748978 A1 SU1748978 A1 SU 1748978A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- welding
- friction
- workpiece
- diameter
- blanks
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: при сварке трением различных деталей дл уменьшени начального момента трени . Сущность изобретени : на торце однсй из свариваемых заготовок выполн ют кольцевую проточку с заданными размерами. При сварке заготовок из разнородных металлов проточку выполн ют на торце заготовки из менее пластичного материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил, 1 табл. « ЈUse: when welding by friction of various parts to reduce the initial moment of friction. SUMMARY OF THE INVENTION: At the end of one of the welded blanks, an annular groove is made with predetermined dimensions. When welding blanks of dissimilar metals, the bore is made at the end of the blank of a less ductile material. 1 hp f-ly, 3 silt, 1 tab. “
Description
Изобретение относитс к сварке трением и может быть использовано при сварке трением деталей комбайна.The invention relates to friction welding and can be used in friction welding of combine parts.
В процессе сварки трением электродвигатель и ходова часть машины испытывают большие нагрузки вследствие резкого возрастани сопротивлени силам вращени в начальный период сварки. Причем, чем ближе диаметр заготовок к предельно допустимому диаметру заготовок, свариваемых на данном оборудовании, тем эти нагрузки больше. Это приводит к резкому снижению скорости вращени шпиндел машины и быстрому износу оборудовани . Дл повышени надежности работы оборудовани необходимо уменьшить величину мального крут щего момента в начале процесса сварки на стадии сухого трени и активных деформаций металла Уменьшение крут щего момента осуществл етс несколькими способами.During the friction welding process, the electric motor and the running gear of the machine are subjected to heavy loads due to a sharp increase in resistance to rotational forces in the initial welding period. Moreover, the closer the diameter of the workpieces to the maximum allowable diameter of the workpieces welded on this equipment, the greater the load. This leads to a sharp decrease in the rotation speed of the machine spindle and rapid equipment wear. To increase the reliability of the equipment, it is necessary to reduce the magnitude of the maximum torque at the beginning of the welding process at the stage of dry friction and active metal deformations. The reduction of the torque is carried out in several ways.
Известен способ сварки, и котором примен етс наложение ультразвуковых колебаний , снижающих коэффициент трени и предел текучести металла, что в свою очередь ведет к снижению крут щего момента.A known welding method, and which applies the imposition of ultrasonic vibrations, reducing the coefficient of friction and the yield strength of the metal, which in turn leads to a decrease in torque.
Недостатком такого способа вл етс то, что осуществить наложение ультразвуковых колебаний на контактирующих поверхност х свариЕаемых заготовок трудно в виду необходимости применени ультразвукового преобразовател большой мощности .The disadvantage of this method is that it is difficult to impose ultrasonic vibrations on the contacting surfaces of the welded blanks, since it is necessary to use a high-power ultrasonic transducer.
Известен способ сварки трением, в котором при увеличении крут щего момента на валу шпиндел машины автоматически регулируетс давление путем специального центробежного регул тора, соединенного с валом электродвигател .A known method of friction welding, in which, as the torque increases, the pressure on the shaft of the machine spindle is automatically regulated by a special centrifugal regulator connected to the motor shaft.
Р --ЧЭ R --ChE
sj 00sj 00
Недостатком такого способа вл етс сложность доработки обычной машины таким регул тором, а также большие пиковые нагрузки на ходовую часть машины в начальный момент сварки.The disadvantage of this method is the difficulty of modifying a conventional machine with such a regulator, as well as large peak loads on the undercarriage of the machine at the initial moment of welding.
Наиболее близким к изобретению вл етс способ сварки трением, в котором уменьшение начального момента трени осуществл етс путем специальной подготовки торцовых поверхностей свариваемых загоювок. Эта цель достигаетс уменьшением начальной поверхности контакта свариваемых заготовок одинакового диаметра путем выполнени на обеих заготовках выборок металла В данном случае рассматриваем сварку заготовок ответственных конструктивных элементов, а также элементов , работающих в услови х динамических нагрузок, что определ ет одинаковость геометрических размеров торцовых поверхностей заготовокThe closest to the invention is a friction welding method in which the reduction of the initial friction moment is carried out by special preparation of the end surfaces of the welds being welded. This goal is achieved by reducing the initial contact surface of welded workpieces of the same diameter by performing metal samples on both workpieces. In this case, we consider welding workpieces of critical structural elements as well as elements operating under dynamic load conditions, which determines the uniformity of the geometric dimensions of the end surfaces of the workpieces.
В известном способе предложено несколько вариантов уменьшени контактирующих поверхностей свариваемых заготовок В виде сн ти фасок под углом 2-5°, диаметром DI (0,5-0,8)0, глубиной ,8 и в виде сверлени отверстий в торцевых поверхност х обеих заготовок глубиной b i, где D-диаметр заготовок, - осадка одной заготовки Известно, что средний по сечению коэффициент трени измен етс также, как и момент трени и вл етс функцией многих переменных. Он зависит от температуры на поверхности трени , давлени , скорости относительного движени в рассматриваемой точке этой поверхности, причем чем дальше от центра вращени отстоит рассматриваема точка, тем меньший коэффициент трени в этой части заготовки Поэтому степень уменьшени начального момента трени , предложенна по первому варианту путем сн ти фаски по наружному диаметру, малоэффективна. По второму варианту , во-первых, не указываютс диаметры отверстий, что вл етс существенным параметром дл сварного шва, а во-вторых, указанна величина глубины отверстий ослабит несущую Способность сварного сое- Дичени , так как его площадь будет определ тьс величиной первоначально ктштактируемых площадей заготовок Кро- эде этого, общим недостатком предложенных вариантов вл етс необходимость подготовки торцовых поверхностей у обеих заготовок, причем с использованием, как минимум, двух переходов (торцовка - сн тие фасок под углом 2-5°, торцовка - дент- ровка - сверление), что повышает тр удоем- кость сварки.In the known method, several options are proposed for reducing the contacting surfaces of the welded blanks. In the form of chamfering at an angle of 2-5 °, with a diameter of DI (0.5-0.8) 0, depth, 8, and in the form of drilling holes in the end surfaces of both blanks. depth bi, where D is the diameter of the workpieces, is the draft of one workpiece. It is known that the average over the cross section coefficient of friction changes as well as the moment of friction and is a function of many variables. It depends on the temperature on the friction surface, pressure, speed of relative motion at the point of this surface, and the farther from the center of rotation the point is separated, the smaller the coefficient of friction in this part of the workpiece. Therefore, the degree of reduction of the initial moment of friction proposed by the first option These chamfers on the outer diameter are ineffective. In the second variant, firstly, the diameters of the holes are not indicated, which is an essential parameter for the weld, and secondly, the indicated depth of the holes will weaken the bearing capacity of the welded joint, since its area will be determined by the size of the initially hit areas Croed billets, a common disadvantage of the proposed options is the need to prepare the end surfaces of both billets, and using at least two transitions (trimming - chamfering m 2-5 °, trimming - dent- ing - drilling), which increases the welding efficiency.
Целью изобретени вл етс повышение надежности работы оборудовани The aim of the invention is to increase the reliability of equipment operation.
Поставленна цель достигаетс тем, что соедин емые цилиндрические заготовки сThe goal is achieved by the fact that the joined cylindrical billets with
выборками привод т в контакт с приложением усили сжати при одновременном относительном их перемещении, при этом скорость относительного перемещени посто нна , но, выборку производ т в видеthe samples are brought into contact with the application of compression force while their relative movement, while the speed of the relative movement is constant, but the sample is
кольцевой проточки в одной из заготовок с соотношением диаметров Di2 2(D22 - Оз2}, где Di - диаметр заготовки; D2 - больший диаметр проточки, выполненной в пределах 0,,85Di; Оз- меньший диаметр проточки , а глубина проточки b 1 /31, где I - длина деформируемой части заготовки При сварке заготовок из разных по составу сталей выборку производ т в заготовке из менее пластичного материала.annular groove in one of the blanks with the ratio of the diameters Di2 2 (D22 - Oz2}, where Di is the diameter of the preform; D2 is the larger diameter of the groove made in the range 0, 85Di; Oz is the smaller diameter of the groove, and the depth of the groove is b 1/31 where I is the length of the deformable part of the workpiece. When welding workpieces from different steel compositions, the sample is made in a workpiece of a less ductile material.
В виду того, что в начальный моментIn view of the fact that at the initial moment
сварки площадь контактируемых поверхностей уменьшаетс за счет выборки, в одной из заготовок снижаютс пиковые нагрузки на ходовую часть машины Процесс сваркиThe area of the contact surfaces is reduced by sampling, in one of the blanks the peak loads on the running gear of the machine are reduced. The welding process
проходит без резких снижений скорости вращени шпиндел машины, что повышает надежность работы оборудовани passes without sharp drops in the spindle rotation speed of the machine, which increases the reliability of the equipment
На фиг 1 изображены заготовки перед сваркой1 на фиг 2 - то же после сварки наFig 1 shows the workpiece before welding 1 in Fig 2 - the same after welding on
фиг. 3 - то же, подготовленные дл сварки предлагаемым способомFIG. 3 - the same, prepared for welding by the proposed method
Сущность способа заключаетс в том что в одной из заготовок по торцу выполн етс кольцева выборка металла в соотношении диаметров Ог 2(0а2 - Оз2), где Di - диаметр заготовки, 02 - больший диаметр выборки, выполненный в пределах 0 75- 0,85Di, Оз - меньший диаметр выборки, оп- редел емый из вышеприведеннойThe essence of the method lies in the fact that in one of the blanks on the end, an annular sample of metal is performed in the ratio of diameters Og 2 (0 a2 - Oz2), where Di is the diameter of the workpiece, 02 is a larger sample diameter, made within 0 75- 0.85 Di, Oz is the smaller sample diameter, determined from the above
формулы. Глубину выборки b дл качественного соединени как показали металлографические исследовани , достаточно выбрать равной b 1 /3, где - длина деформируемой части заготовкиformulas. The depth of sampling b for a quality compound, as shown by metallographic studies, is sufficient to choose equal to b 1/3, where is the length of the deformable part of the workpiece.
В виду того что в начальный моментSince the initial moment
сварки площадь контактируемых поверхностей уменьшаетс за счет выборки в одной из заготовок, снижаютс пиковые нагрузки на ходовую часть машины, и шпиндель машины вращаетс с посто нной скоростью. Результаты изменени соотношени площадей выборки Si к полной поверхности торца заготовки S на относительное изменение скорости вращени шпиндел Дл%The welding area of the contact surfaces is reduced by sampling in one of the blanks, the peak loads on the undercarriage of the machine are reduced, and the machine's spindle rotates at a constant speed. The results of changing the ratio of the areas of the sample Si to the full surface of the end face of the workpiece S by the relative change in the speed of rotation of the spindle For%
при глубине выборки b 1/31 приведены в таблице.with a depth of sample b 1/31 given in the table.
Лабораторные исследований и анализ полученных данных показал что наименьшее изменение скорости, а следовательно иLaboratory studies and analysis of the data showed that the smallest change in speed, and therefore
наименьший начальный крут щий момент на валу шпиндел наступает при Si 0.5S, что соответствует соотношению диаметров Ог - 2(D2 - Оз ). Из услови получени большей эффективности снижени момента трени и лучших условий гратовыделени целесообразнее кольцевую проточку выполн ть в районе средней окружности торцовой поверхности заготовки, таковыми параметрами кольцевой проточки должны быть:The smallest initial torque on the spindle shaft occurs at Si 0.5S, which corresponds to the ratio of diameters Og - 2 (D2 - Oz). From the conditions for obtaining greater efficiency in reducing the moment of friction and better grazing conditions, it is more expedient to perform an annular groove in the region of the average circumference of the end surface of the workpiece, such parameters of the annular groove should be:
Da - наибольший диаметр проточки, выполненный в пределах 0,75-0,85Di;Da - the largest diameter of the groove, made in the range of 0.75-0.85Di;
Оз - наименьший диаметр проточки определ етс из вышеприведенной формулы.Oz - the smallest diameter of the groove is determined from the above formula.
После подготовки торца детали под сварку производитс сварка трением двух заготовок. Дл этого заготовку с проточкой 1 привод т во вращение и прижимают к гладкому торцу заготовки 2, закрепленному неподвижно. Начинаетс сухое трение контактирующих торцов, крут щий момент и мощность тепловыделени возрастают. Под вли нием температуры металл становитс более пластичным, получаетс тонкий слой расплава легкоплавкой эвтектики между трущимис торцами. Скорость нарастани сопротивлени силам вращени значительно уменьшаетс . Разогретый металл вытесн етс в грат. Постепенно по мере усадки в контакт вступает оставша с часть торцовых поверхностей заготовок, предварительно подогрета теплом, выделившимс на этом этапе.After preparation of the end of the part for welding, friction welding of two blanks is performed. For this, the workpiece with the groove 1 is rotated and pressed against the smooth end of the workpiece 2 fixedly mounted. The dry friction of the contact ends begins, and the torque and power of the heat release increase. Under the influence of temperature, the metal becomes more plastic, a thin layer of melt of a low-melting eutectic is formed between the rubbing ends. The rate of increase in resistance to rotational forces is significantly reduced. The heated metal is forced into a burr. Gradually, as shrinking, the remaining part of the end surfaces of the blanks comes into contact, preheated by the heat released at this stage.
При этом, в отличие от известного способа , на процесс сварки одновременно действуют два противоположных фактора, интенсивность одного из которых убывает по мере нарастани ее у другого. Одним фактором вл етс рассмотренное выше снижение скорости увеличени сил сопротивлени вращению. Ко второму фактору относ тс влени , св занные с постепенным вовлечением в процесс сварки относительна холодных участков торцовых поверхностей заготовок и, следовательно, с увеличением сил сопротивлени вращению и мощности тепловыделени ,At the same time, in contrast to the known method, two opposite factors simultaneously act on the welding process, the intensity of one of which decreases as it increases in the other. One factor is the aforementioned decrease in the rate of increase in resistance to rotation. The second factor relates to the phenomena associated with the gradual involvement of the relatively cold areas of the end surfaces of the workpieces in the welding process and, consequently, with an increase in the forces of resistance to rotation and heat generation,
Постепенно процесс тепловыделени стабилизируетс на уровне установившегос момента. В силу этих факторов скорость вращени шпиндел измен етс незначительно , ходова часть машины не испытывает ударнонарастающих нагрузок, а при сварке разноименных металлов, характерных дл сварки трением, осуществл етс относительно симметрична пластическа де- формрци заготовок.Gradually, the heat generation process stabilizes at a steady state level. Due to these factors, the rotational speed of the spindle varies slightly, the running gear of the machine does not experience shock-growing loads, and when welding dissimilar metals characteristic of friction welding, relatively symmetrical plastic deformation of the workpieces takes place.
Как показали исследовани макрошлифа сечени образца сварки разноименных металлов, более равномерна пластическа деформаци получаетс при торцовой выборке у заготовки из менее пластичного металла за счет лучших условий теплоотвода вAs macroscopic studies of the cross section of a sample of welding of opposite metals showed, more uniform plastic deformation is obtained by face sampling from a billet of a less ductile metal due to better heat removal conditions in
более пластичную заготовку в виду большего ее сечени в начальный период сварки,a more plastic workpiece in view of its larger section in the initial period of welding,
На ПО Таганрогский комбайновый завод по предложенному способу сварки трением была изготовлена опытна парти Experimental party was made on the software Taganrog combine plant by the proposed method of friction welding
вал-шестерн 54-60860, вход ща в мост ведущих колес самоходного зерноуборочного комбайна.gear shaft 54-60860, entering the axle drive wheels self-propelled combine harvester.
После изготовлени деталей по предложенному способу были проведены сравнительные стендовые испытани . Результаты исследований положительные. Сварка деталей по предложенному способу позвол ет сэкономить 30 тыс ч рублей за счет снижени расхода легированного металла.After manufacturing the parts according to the proposed method, comparative bench tests were carried out. The research results are positive. The welding of parts according to the proposed method saves 30 thousand rubles by reducing the consumption of the alloyed metal.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904805660A SU1748978A1 (en) | 1990-03-21 | 1990-03-21 | Method of welding metals by friction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904805660A SU1748978A1 (en) | 1990-03-21 | 1990-03-21 | Method of welding metals by friction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1748978A1 true SU1748978A1 (en) | 1992-07-23 |
Family
ID=21503644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904805660A SU1748978A1 (en) | 1990-03-21 | 1990-03-21 | Method of welding metals by friction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1748978A1 (en) |
-
1990
- 1990-03-21 SU SU904805660A patent/SU1748978A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Янченко Ю А.. Сагалевич ъ.М. Правка сварных конструкций ультразвуком. Рефе- ративкый сборник Технологи , организаци и механизаци сварочного производстива, 10-80-13, -М: 1980, с. 14. Авторское свидетельство СССР ISfe 1240532, кл. В 23 К 20/12. 1984. Сварка трением, Справочник. Под ред. В.К.Лебедева и др. - Л Машиностроение, 1987, с. 56, * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5314106A (en) | Method for joining steel to aluminum alloy components or titanium alloy components, and turbochargers obtained by the method | |
US6726084B2 (en) | Friction stir heating/welding with pin tool having rough distal region | |
EP0920948B1 (en) | Friction welding of aluminium alloy hollow members | |
US5271287A (en) | Multi-metal composite gear/shaft | |
US4944977A (en) | Friction welding flash trap seal | |
US3134169A (en) | Friction welding | |
US3654692A (en) | Method of making friction disc variators | |
US6001018A (en) | Method of manufacturing a drive line assembly | |
US4832769A (en) | Friction welding flash trap seal and method of producing same | |
JPH0359792B2 (en) | ||
Uzkut et al. | Friction welding and its applications in today’s world | |
DE102005013862B4 (en) | Process for finishing the functional surfaces of a one-piece output disk of a continuously variable toroidal transmission, and an output disk made therefrom | |
SU1748978A1 (en) | Method of welding metals by friction | |
US3657800A (en) | Friction welded graphitic valve lifters | |
US3234645A (en) | Friction welding | |
GB2306365A (en) | Friction plug extrusion | |
US3750263A (en) | Method for producing an assembly by friction welding | |
JPH02290683A (en) | Inertia welding method | |
US5188279A (en) | Inertia bonding utilizing alternative axial load paths | |
RU2021064C1 (en) | Method for treatment of axis-symmetrical blanks by twisting | |
JP3104724B2 (en) | Friction processing method and apparatus | |
MX2007006953A (en) | Method for producing rotationally symmetrical, undercut contours. | |
JP2005271016A (en) | Friction welding method of steel tube and aluminum alloy hollow member | |
RU200796U1 (en) | Friction welding machine with inertial spindle drive | |
CN2544851Y (en) | Shrink-on roll bush type combined roll |