UA73836U - Method of pressure welding - Google Patents

Method of pressure welding Download PDF

Info

Publication number
UA73836U
UA73836U UAU201203411U UAU201203411U UA73836U UA 73836 U UA73836 U UA 73836U UA U201203411 U UAU201203411 U UA U201203411U UA U201203411 U UAU201203411 U UA U201203411U UA 73836 U UA73836 U UA 73836U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
welding
workpieces
transition element
blanks
cross
Prior art date
Application number
UAU201203411U
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Сергей Иванович Кучук-Яценко
Игорь Васильевич Зяхор
Виктор Сергеевич Кучук-Яценко
Original Assignee
Институт Електросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Електросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины filed Critical Институт Електросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины
Priority to UAU201203411U priority Critical patent/UA73836U/en
Publication of UA73836U publication Critical patent/UA73836U/en

Links

Landscapes

  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

A method of pressure welding articles from similar and dissimilar metal materials includes connection to at least one of welded blanks of a transition element, through which welding is carried out, the welding process is carried out up to achievement of a given upsetting allowance. Prior to welding in the center of cross section of at least one of the blanks coaxially to its axis a recess is made. In the recess a transition element is rigidly secured flush with the surface of welded blank. Then welding the blanks is carried out.

Description

Корисна модель належить до галузі зварювальної техніки і може бути використана при виготовленні деталей із однорідних або різнорідних металевих матеріалів способами зварювання тиском, зокрема зварюванням тертям (ЗТ) або контактним стиковим зварюванням (КС).The useful model belongs to the field of welding technology and can be used in the production of parts from homogeneous or dissimilar metal materials by pressure welding methods, in particular friction welding (ST) or contact butt welding (CS).

Способами зварювання тиском вдається успішно з'єднувати різноманітні матеріали, які значно відрізняються за своїми механічними та теплофізичними властивостями. Однак існує значна кількість сполучень матеріалів, безпосереднє зварювання яких не забезпечує одержання якісних з'єднань. Зокрема, до таких відносяться сполучення сталі з титановими та високоміцними алюмінієвими сплавами, бронзою, ніобієм, ванадієм та ін. В деяких випадках якісне з'єднання одержати вдається, але його властивості швидко деградують в умовах експлуатації зварного вузла, наприклад, при експлуатації зварних вузлів із аустенітної і перлітної сталей в умовах високих температур.Pressure welding methods can successfully connect various materials that differ significantly in their mechanical and thermophysical properties. However, there are a significant number of combinations of materials, direct welding of which does not ensure obtaining high-quality joints. In particular, these include combinations of steel with titanium and high-strength aluminum alloys, bronze, niobium, vanadium, etc. In some cases, it is possible to obtain a high-quality connection, but its properties quickly degrade under the conditions of operation of the welded unit, for example, when operating welded units made of austenitic and pearlite steels at high temperatures.

Відомі способи зварювання тиском, які спрямовані на вирішення поставленої проблеми.There are well-known methods of pressure welding, which are aimed at solving the problem.

Способи зварювання тиском різнорідних сполучень металевих матеріалів грунтуються на використанні перехідного елемента з інших металів і сплавів, які утворюють якісні зварні з'єднання з матеріалами, що зварюються і не втрачають свої властивості у процесі експлуатації зварного вузла. З'єднання, виконані із застосуванням перехідного елемента, можуть бути більш довговічними та надійнішими в експлуатації.Methods of pressure welding of dissimilar combinations of metal materials are based on the use of a transition element made of other metals and alloys, which form high-quality welded joints with the materials being welded and do not lose their properties during the operation of the welded assembly. Connections made using a transitional element can be more durable and more reliable in operation.

Відомий спосіб зварювання тертям однорідного і різнорідного поєднання матеріалів за рахунок проміжного елемента, який перед зварюванням розташовують у заглибленні однієї із заготовок |стаття Заззапі Р., Меєіїат У.К. Егісбйоп уеідіпд ої іпсотрацйріе тагегіаІ5. - М/еідіпаA known method of friction welding of a homogeneous and heterogeneous combination of materials due to an intermediate element, which is placed in the recess of one of the workpieces before welding | article Zazzapi R., Meiyiat U.K. Egisbyop ueidipd oi ipsotratsyrie tagegiaI5. - M/Eidipa

УЧошгпа!.-1988. - Мо 11. - Р. 264-5-270-5ї. Заглиблення має діаметр, близький до діаметра заготовок, і слугує для попередження викидання проміжного елемента із зони контакту у процесі відносного обертального переміщення заготовок при зварювання тертям. У статті наводяться конкретні дані: при зварюванні заготовок діаметром 12,7 мм перехідний елемент діаметром 10 мм товщиною 1 мм вільно розташовується у заглибленні циліндричної форми.UChoshgpa!.-1988. - Mo 11. - R. 264-5-270-5th. The recess has a diameter close to the diameter of the workpieces and serves to prevent the ejection of the intermediate element from the contact zone during the relative rotational movement of the workpieces during friction welding. The article provides specific data: when welding workpieces with a diameter of 12.7 mm, a transition element with a diameter of 10 mm and a thickness of 1 mm is freely located in a cylindrical recess.

Як випливає із наведених у статті даних, міцність зварного з'єднання на рівні показників основного матеріалу заготовок досягається тільки для однорідного поєднання матеріалів заготовок при використанні проміжного елемента з такого ж матеріалу.As follows from the data presented in the article, the strength of the welded joint at the level of the indicators of the main material of the workpieces is achieved only for a homogeneous combination of workpiece materials when using an intermediate element of the same material.

Для різнорідного поєднання матеріалів міцність зварних з'єднань значно нижча за відповідні показники для основного матеріалу заготовок. Відомо, що при зварюванні тиском для формування якісного з'єднання необхідно забезпечити певну величину деформації однієї або обох заготовок, яка супроводжується витісненням оксидів і адсорбованих плівок за межі перерізу заготовок. Як свідчить практичний досвід, низька міцність комбінованих з'єднань даного технічного рішення пов'язана із неможливістю забезпечити якісне формування з'єднань одночасно у двох площинах контакту у процесі зварювання тертям: у площині контакту першої і другої заготовок із проміжним елементом. Оскільки проміжний елемент вільно розташований у заглибленні, відносний обертальний рух, а значить виділення тепла відбувається у площині контакту (площині тертя) перехідного елемента з однією із заготовок, у цей час зона контакту з іншою (другою) заготовкою може окислюватись. Внаслідок нагрівання і пластифікації матеріалу проміжного елемента площина тертя може переміститись у зону контакту з другою із заготовок, у результаті чого припиняється відносний обертальний рух проміжного елемента з першою заготовкою. Таким чином, показники міцності зварних з'єднань визначаються можливістю одночасного витіснення за межі перерізу заготовок окислених шарів металу по двом поверхням тертя. Очевидно, така особливість описаного технічного рішення не дозволила йому знайти промислового застосування.For a heterogeneous combination of materials, the strength of welded joints is significantly lower than the corresponding indicators for the main material of the workpieces. It is known that during pressure welding, in order to form a high-quality joint, it is necessary to ensure a certain amount of deformation of one or both workpieces, which is accompanied by the displacement of oxides and adsorbed films beyond the cross-section of the workpieces. As practical experience shows, the low strength of the combined joints of this technical solution is associated with the impossibility of ensuring high-quality joint formation simultaneously in two contact planes in the friction welding process: in the contact plane of the first and second blanks with the intermediate element. Since the intermediate element is freely located in the recess, the relative rotational movement, which means the release of heat, occurs in the contact plane (friction plane) of the transition element with one of the workpieces, at this time the contact zone with the other (second) workpiece can be oxidized. As a result of heating and plasticizing of the material of the intermediate element, the friction plane can move to the zone of contact with the second of the workpieces, as a result of which the relative rotational movement of the intermediate element with the first workpiece stops. Thus, the strength indicators of welded joints are determined by the possibility of simultaneous displacement of oxidized layers of metal on two friction surfaces beyond the cross-section of the blanks. Obviously, this feature of the described technical solution did not allow it to find industrial application.

Існує ряд технічних рішень, які передбачають послідовне зварювання однієї із заготовок із перехідним елементом, механічну обробку перехідного елемента до заданих розмірів з наступним зварюванням заготовок через перехідний елемент.There are a number of technical solutions that involve sequential welding of one of the blanks with a transitional element, mechanical processing of the transitional element to specified dimensions, and subsequent welding of the blanks through the transitional element.

Відома технологія одержання зварного перехідника титану ВТ 1-0 із нержавіючою сталлю 12Х18Н10Т (стаття Литвин Л.В., Харченко Г.К., Черненко И.А., Решетняк А.В. Сварка трением титано-стальньсх переходников с применением алюминиевой прослойки // Автомат сварка.- 1986. - Мо 5. - Сб. 73-74). Перехідник виготовляють зварюванням тертям шляхом з'єднання через перехідний елемент - алюміній. Спочатку до заготовки із титану зварюванням тертям приєднують заготовку із алюмінію, проводять її механічну обробку, після чого зварюють заготовку із сталі і заготовку із титану через алюмінієвий перехідний елемент. В цьому випадку заготовки із титану і сталі не деформуються, а формування зварного з'єднання відбувається за рахунок пластичної деформації тільки алюмінієвого перехідного елемента. Матеріал перехідного елемента залишається у зварному з'єднанні у вигляді суцільного прошарку бо однакової по площі перерізу заготовок товщини, що визначає невисокі механічні властивості титано-стального перехідника. Іншим недоліком є те, що значна кількість матеріалу проміжного елемента втрачається у процесі першого і другого зварювання і при механічній обробці перехідного елемента до заданих розмірів.The known technology of obtaining a welded adapter of titanium VT 1-0 with stainless steel 12Х18Н10Т (article Lytvyn L.V., Kharchenko G.K., Chernenko I.A., Reshetnyak A.V. Friction welding of titanium-steel adapters using an aluminum interlayer / / Automatic quarrel. - 1986. - Mo. 5. - Sat. 73-74). The adapter is made by friction welding by connecting through a transition element - aluminum. First, an aluminum workpiece is attached to the titanium workpiece by friction welding, its mechanical processing is carried out, after which the steel workpiece and the titanium workpiece are welded through an aluminum transition element. In this case, the workpieces made of titanium and steel are not deformed, and the formation of the welded joint occurs due to the plastic deformation of only the aluminum transition element. The material of the transition element remains in the welded joint in the form of a continuous layer because the cross-sectional area of the workpieces is the same thickness, which determines the low mechanical properties of the titanium-steel adapter. Another disadvantage is that a significant amount of material of the intermediate element is lost in the process of the first and second welding and during the mechanical processing of the transition element to the specified dimensions.

Існують технічні рішення, які передбачають використання як перехідного елемента матеріалу, близького за механічними властивостями до властивостей заготовок, що зварюються.There are technical solutions that involve the use as a transition element of a material close in mechanical properties to the properties of the workpieces to be welded.

Так у патенті СРСР Мо 1122209 МПК В2ЗК 11/04, опубл. 1984.10.30, Бюл. Мо 40| для з'єднання аустенітних марганцевистих сталевих відливок хрестовин з рейками із вуглецевої сталі використовують проміжний елемент (проміжну деталь) із аустенітної сталі, причому спочатку контактним стиковим зварюванням перехідний елемент приєднують до рейки з вуглецевої сталі, потім проводять механічну обробку до досягнення заданої довжини перехідного елемента (15-25 мм), після чого виконують зварювання рейки з хрестовиною через проміжний елемент, який частково витісняють із зони зварювання. У процесі зварювання відбувається деформація як заготовок, що зварюються, так і перехідного елемента, що обумовлює високі механічні властивості комбінованого зварного з'єднання. Недоліками такої технології є низька продуктивність і значна втрата матеріалу перехідного елемента - аустенітної сталі, оскільки при першому зварюванні рейки з перехідним елементом останній повинен мати значні розміри (довжину 50 мм), а перед другим зварюванням необхідна механічна обробка до заданої товщини.So in the USSR patent Mo 1122209 IPC V2ZK 11/04, publ. 1984.10.30, Bull. Mo 40| an intermediate element (intermediate part) made of austenitic steel is used to connect austenitic manganese steel castings of crosspieces with carbon steel rails, and first the transition element is connected to the carbon steel rail by contact butt welding, then mechanical processing is carried out until the specified length of the transition element is reached ( 15-25 mm), after which the rail is welded with a cross through an intermediate element, which is partially pushed out of the welding zone. During the welding process, both the workpieces to be welded and the transition element are deformed, which determines the high mechanical properties of the combined welded joint. The disadvantages of this technology are low productivity and a significant loss of the material of the transition element - austenitic steel, because during the first welding of the rail with the transition element, the latter must have significant dimensions (length 50 mm), and before the second welding, mechanical processing to the specified thickness is required.

Відоме технічне рішення, яке забезпечує підвищення продуктивності одержання комбінованого зварного з'єднання |стаття Черненко И.А., Захаров А.Г., Цуруль И.А., ФоростовецA well-known technical solution that provides increased productivity in the production of a combined welded joint | article Chernenko I.A., Zakharov A.G., Tsurul I.A., Forostovets

Б.А. Сварка трением бронзьі Бро12 и силумина со сталями через промежуточнье прослойки из меди и алюминия // Автоматическая сварка.-1991. - Мо 11. - Є. 56-57|. Суть наведеного способу полягає у виконанні зварювання тертям двох заготовок, що не обертаються, за допомогою затисненого між ними перехідного елемента, який у процесі зварювання обертається. Така технологія реалізована на спеціалізованому обладнанні - машині для зварювання тертям вставкою, що обертається. Як приклад реалізації наведено технологію зварювання тертям заготовок діаметром 25 мм із бронзи Бро12 і сталі 40Х через перехідний елемент - вставку із міді квадратного перерізу 45х45 мм, причому значно більший переріз вставки необхідний дляB.A. Friction welding of bronze Bro12 and Silumin with steels through an intermediate layer of copper and aluminum // Automatic welding.-1991. - Mo 11. - E. 56-57|. The essence of the given method is to perform friction welding of two non-rotating workpieces with the help of a transitional element clamped between them, which rotates during the welding process. This technology is implemented on specialized equipment - a machine for friction welding with a rotating insert. As an example of implementation, the technology of friction welding of workpieces with a diameter of 25 mm from Bro12 bronze and 40X steel through a transition element - a copper insert with a square section of 45x45 mm is given, and a much larger section of the insert is necessary for

Зо передачі крутного моменту при її обертанні у процесі зварювання. Основний недолік такої технології полягає у неможливості одержання зварних з'єднань з незначною кінцевою товщиною проміжного елемента, оскільки при зменшенні його товщини у процесі зварювання до деякого значення (приблизно 15...20 мм) внаслідок нагрівання і пластифікації матеріалу вставки неможливо забезпечити передачу крутного моменту у зону зварювання, що є необхідною умовою реалізації процесу зварювання тертям і формування якісного з'єднання. Тому така технологія не знайшла практичного застосування у промисловості.From the transmission of torque during its rotation during the welding process. The main disadvantage of this technology is the impossibility of obtaining welded joints with an insignificant final thickness of the intermediate element, since when its thickness is reduced during the welding process to a certain value (approximately 15...20 mm) due to heating and plasticization of the insert material, it is impossible to ensure the transmission of torque into the welding zone, which is a necessary condition for the implementation of the friction welding process and the formation of a high-quality joint. Therefore, this technology has not found practical application in industry.

За найближчий аналог запропонованої корисної моделі прийнятий спосіб зварювання тиском виробів із однорідних та різнорідних металевих матеріалів, при якому принаймні до однієї із заготовок, що зварюються, приєднують перехідний елемент, через який виконують зварювання, процес зварювання проводять до досягнення заданого припуску на осадку ос стаття М. Мата?акі, Т. УМагапабре, У. М|пдо, М. Тариспі. - Стеер гиріште ргорепієз апа їгасіиге їуре ог 9Ст1-1Мо-мМ-Мр/18Стг-8МІ вієвї! адіввітійаг іоїпів // М/еідіпду іп Ше угопа.-2011. - Мо 1; 2. - Мої. 55. - Р. 67-75.The closest analogue of the proposed useful model is the method of pressure welding of products made of homogeneous and dissimilar metal materials, in which at least one of the workpieces to be welded is connected to a transitional element through which welding is performed, the welding process is carried out until the specified allowance for the deposit is reached, article M Mataaki, T. UMagapabre, U. M|pdo, M. Tarispi. - Steer hirishte rgorepiez apa igasiyge yure og 9St1-1Mo-mM-Mr/18Stg-8MI vievii! adivvitiyag ioipiv // M/eidipdu ip She ugopa.-2011. - Mo 1; 2. - Mine. 55. - R. 67-75.

Описане технічне рішення полягає у тому, що при одержанні різнорідного з'єднання першої заготовки із мартенситної сталі 9Ст-1Мо-М-МБЬ з другою заготовкою із аустенітної сталі 18Ст-8МІ для запобігання утворенню проміжного крихкого прошарку, використовували перехідний елемент з аустенітної сталі 3095 або 3105. Перехідний елемент спочатку з'єднували зварюванням з першою заготовкою, проводили механічну обробку до заданого розміру перехідного елемента, після чого з'єднували першу заготовку з другою через перехідний елемент. Для виконання першого і другого з'єднання використовували спосіб зварювання тиском - зварювання тертям. Суттєвою особливістю описаного технічного рішення є те, що матеріал перехідного елемента близький за механічними властивостями до матеріалу заготовок, що зварюються, і у процесі першого і другого зварювання процес формування з'єднань здійснюється за рахунок пластичної деформації на задану величину як перехідного елемента, так і заготовок, що зварюються. Це забезпечує високі механічні та експлуатаційні властивості комбінованого з'єднання.The described technical solution consists in the fact that when obtaining a heterogeneous connection of the first workpiece made of martensitic steel 9St-1Mo-M-MBB with the second workpiece made of austenitic steel 18St-8MI, in order to prevent the formation of an intermediate brittle layer, a transition element made of austenitic steel 3095 or 3105. The transition element was first connected by welding to the first workpiece, machined to the specified size of the transition element, after which the first workpiece was connected to the second through the transition element. To perform the first and second connection, the method of pressure welding - friction welding was used. An essential feature of the described technical solution is that the material of the transition element is close in mechanical properties to the material of the workpieces to be welded, and in the process of the first and second welding, the process of forming the joints is carried out due to plastic deformation by a given amount of both the transition element and the workpieces , which are welded. This ensures high mechanical and operational properties of the combined connection.

Однак недоліками технічного рішення за найближчим аналогом є низька продуктивність і значна втрата цінного матеріалу перехідного елемента - аустенітної сталі, оскільки при зварюванні першої заготовки з перехідним елементом останній повинен мати значні розміри для надійної фіксації у затискачі зварювальної машини, а перед зварюванням з другою заготовкою необхідна механічна обробка перехідного елемента до заданих розмірів.However, the disadvantages of the technical solution based on the closest analogue are low productivity and a significant loss of the valuable material of the transition element - austenitic steel, because when welding the first workpiece with the transition element, the latter must have significant dimensions for reliable fixation in the clamp of the welding machine, and before welding with the second workpiece, mechanical processing of the transition element to the given dimensions.

Крім того, для всіх наведених технічних рішень - аналогів і найближчого аналога - спільним недоліком є неможливість одержання комбінованих зварних з'єднань з проміжним елементом, товщина якого суттєво змінюється по перерізу заготовок, що зварюються. Оскільки в умовах експлуатації зварного виробу розподіл механічних напружень по перерізу заготовок, як правило, нерівномірний (наприклад, у центральній частині перерізу заготовок механічні напруження при стисненні або розтягненні значно відрізняються у порівнянні з периферійною частиною перерізу), то одержання зварного виробу з товщиною проміжного елемента, товщина якого при необхідності змінюється по перерізу заготовок, є досить актуальною.In addition, for all the above technical solutions - analogues and the closest analogue - the common drawback is the impossibility of obtaining combined welded joints with an intermediate element, the thickness of which varies significantly along the cross-section of the workpieces to be welded. Since, under the conditions of operation of the welded product, the distribution of mechanical stresses over the cross-section of the workpieces is usually uneven (for example, in the central part of the cross-section of the workpieces, the mechanical stresses during compression or tension are significantly different compared to the peripheral part of the cross-section), then obtaining a welded product with the thickness of an intermediate element, the thickness of which, if necessary, changes along the cross-section of the blanks, is quite relevant.

В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності та спрощення способу зварювання тиском виробів із однорідних та різнорідних металевих матеріалів, шляхом вибору оптимальної конструктивної форми, структури і розмірів перехідного елемента, в результаті чого забезпечується формування зони комбінованого з'єднання через проміжний елемент, який може мати як однакову, так і різну товщину по перерізу заготовок, а також значно збільшується продуктивність виготовлення комбінованого зварного з'єднання.The basis of the proposed useful model is the task of increasing the efficiency and simplifying the method of pressure welding of products from homogeneous and dissimilar metal materials by choosing the optimal structural form, structure and dimensions of the transition element, as a result of which the formation of a zone of combined connection is ensured through an intermediate element that can to have both the same and different thickness across the cross-section of the blanks, and the production productivity of the combined welded joint is also significantly increased.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі зварювання тиском виробів із однорідних і різнорідних металевих матеріалів, при якому принаймні до однієї із заготовок, що зварюються, приєднують перехідний елемент, через який виконують зварювання, процес зварювання проводять до досягнення заданого припуску на осадку Ісос, відповідно до запропонованої корисної моделі, попередньо до зварювання у центрі поперечного перерізу, принаймні, однієї із заготовок співвісно її осі виконують заглиблення, площа якого становить (0,05-0,5) площі поперечного перерізу заготовки, а глибина становить (0,1-1,0) від величини Іос, у заглибленні жорстко закріплюють перехідний елемент урівень поверхні заготовки, що зварюється, після чого виконують зварювання заготовок.The problem is solved by the fact that in the method of pressure welding of products made of homogeneous and dissimilar metal materials, in which at least one of the workpieces to be welded is connected to a transitional element through which welding is performed, the welding process is carried out until the specified allowance for the Isos deposit is reached, respectively to the proposed useful model, prior to welding in the center of the cross-section, at least one of the workpieces is made coaxially to its axis, the area of which is (0.05-0.5) of the cross-sectional area of the workpiece, and the depth is (0.1-1 ,0) from the value of Ios, the transition element of the surface levels of the workpiece to be welded is rigidly fixed in the recess, after which welding of the workpieces is performed.

При цьому заглибленню та перехідному елементу надають об'єму і форми, що співпадають, і форму вибирають з ряду: конус, півсфера, циліндр, призма.At the same time, the recess and the transition element are given the volume and corresponding shapes, and the shape is chosen from the series: cone, hemisphere, cylinder, prism.

Крім того, як перехідний елемент використовують матеріал із структурою, яку вибирають з ряду: мікрокристалічна, субмікрокристалічна, нанокристалічна структура.In addition, as a transition element, a material with a structure chosen from a series of: microcrystalline, submicrocrystalline, nanocrystalline structure is used.

Зо Вказаний вище технічний результат, який досягається в процесі реалізації запропонованої корисної моделі, обумовлений ознаками, які відрізняють її від ознак подібних технологій, описаних відповідно до відомого рівня техніки, зокрема, зазначених у винаході, прийнятому за найближчий аналог.The technical result indicated above, which is achieved in the process of implementing the proposed useful model, is due to features that distinguish it from the features of similar technologies described in accordance with the known state of the art, in particular, specified in the invention, which is considered the closest analogue.

На відміну від відомої технології зварювання тиском, де перехідний елемент приєднують принаймні до однієї заготовки шляхом його нанесення зварюванням по всій площі перерізу заготовки, у запропонованій корисній моделі перехідний елемент жорстко закріплюють, зокрема, методом зварювання, наплавлення або механічної фіксації у заглибленні заготовки, яке має площу (0,05-0,5) площі поперечного перерізу заготовки, що дозволяє отримувати суттєву економію цінних металів або сплавів і забезпечує значне підвищення продуктивності виробництва. Виконання заглиблення у формі конуса, циліндра, півсфери, призми глибиною (0,1-1,0) від величини припуску на зварювання Іосс забезпечує надання відповідної форми перехідному елементу, який у результаті проведення зварювання тиском з заданим припуском на осадку забезпечує формування якісного комбінованого зварного з'єднання по всьому перерізу заготовок через перехідний елемент, товщина якого у комбінованому зварному з'єднанні може бути постійною (однаковою) або різною по перерізу заготовок залежно від технічної доцільності.Unlike the known technology of pressure welding, where the transition element is attached to at least one workpiece by applying it by welding over the entire cross-sectional area of the workpiece, in the proposed useful model, the transition element is rigidly fixed, in particular, by the method of welding, surfacing or mechanical fixation in the depression of the workpiece, which has the area (0.05-0.5) of the cross-sectional area of the workpiece, which allows you to significantly save valuable metals or alloys and provides a significant increase in production productivity. Making a recess in the form of a cone, cylinder, hemisphere, prism with a depth (0.1-1.0) of the welding allowance Ioss ensures the appropriate shape of the transition element, which, as a result of pressure welding with a specified allowance for the deposit, ensures the formation of a high-quality combined welded connection along the entire cross-section of the workpieces through a transition element, the thickness of which in the combined welded joint can be constant (the same) or different across the cross-section of the workpieces depending on technical feasibility.

Досягнення таких характеристик є можливим перш за все завдяки тому, що у запропонованому способі зварювання тиском реалізується встановлене у результаті проведених всебічних досліджень явище, притаманне способам зварювання тиском, зокрема зварюванню тертям і контактному стиковому зварюванню опором. Відомо, що при нагріві і осьовій деформації заготовок у процесі зварювання тиском приконтактні об'єми металу заготовок переміщуються під дією напружень зсуву у напрямку від центральної до периферійної частини перерізу заготовок.Achieving such characteristics is possible primarily due to the fact that the proposed method of pressure welding implements a phenomenon established as a result of comprehensive research, inherent in pressure welding methods, in particular friction welding and resistance butt welding. It is known that during the heating and axial deformation of the workpieces in the process of pressure welding, the contact volumes of the metal of the workpieces move under the action of shear stresses in the direction from the central to the peripheral part of the cross section of the workpieces.

Встановлене авторами явище, яке є основою запропонованої корисної моделі, полягає у тому, що пластифікований при нагріванні матеріал центральної частини перерізу заготовок при своєму переміщенні у напрямку периферійної частини заготовок відтісняє приконтактні об'єми металу периферійних ділянок не тільки у радіальному напрямку за межі перерізу заготовок, але й у осьовому напрямку углиб заготовок. Процес деформації пластифікованого металу у зоні контакту відбувається у напрямку із глибини заготовок у центральній частині перерізу з його бо виходом у зону контакту в центрі перерізу заготовок і далі у радіальному напрямку, при цьому периферійні об'єми металу витісняються в осьовому напрямку углиб заготовок і радіальному напрямку за межі перерізу заготовок.The phenomenon established by the authors, which is the basis of the proposed useful model, consists in the fact that the material plasticized during heating of the central part of the cross-section of the workpieces during its movement in the direction of the peripheral part of the workpieces displaces the contact volumes of the metal of the peripheral areas not only in the radial direction beyond the cross-section of the workpieces, but also in the axial direction deep into the workpieces. The process of deformation of the plasticized metal in the contact zone occurs in the direction from the depth of the blanks in the central part of the cross-section with its exit to the contact zone in the center of the cross-section of the blanks and further in the radial direction, while the peripheral volumes of the metal are displaced in the axial direction into the depth of the blanks and in the radial direction beyond the cross-section of the blanks.

При досягненні деякої величини осьової деформації заготовок, зона контакту заготовок формується тільки з матеріалу, який до зварювання знаходився на поверхні і на деякій глибині у центральній частині перерізу заготовок, яка до зварювання мала площу (0,05-0,5) від загальної площі перерізу заготовок, а пластифікований метал периферійної частини перерізу повністю витіснений у двох напрямках - у осьовому углиб заготовок і радіальному - за межі перерізу заготовок. Таким чином встановлено, що при способах зварювання тиском, зокрема зварюванні тертям і контактному стиковому зварюванні опором, "джерелом постачання" матеріалу, який формує площину з'єднання і повністю заповнює приконтактні об'єми по всьому перерізу заготовок є об'єм матеріалу заготовок, який до зварювання займав площу (0,05-0,5) від загальної площі перерізу заготовок, і глибину, яка залежить від величини припуску на осадку при зварюванні.When a certain amount of axial deformation of the workpieces is reached, the contact zone of the workpieces is formed only from the material that before welding was on the surface and at some depth in the central part of the cross-section of the workpieces, which before welding had an area (0.05-0.5) of the total cross-sectional area blanks, and the plasticized metal of the peripheral part of the cross-section is completely displaced in two directions - in the axial depth of the blanks and radially - beyond the cross-section of the blanks. Thus, it was established that with pressure welding methods, in particular, friction welding and resistance butt welding, the "source of supply" of the material that forms the joint plane and completely fills the contact volumes along the entire cross section of the workpieces is the volume of the material of the workpieces, which before welding, it occupied an area (0.05-0.5) of the total cross-sectional area of the workpieces, and a depth that depends on the size of the allowance for the deposit during welding.

На основі дослідження описаної закономірності формування зони з'єднання при способах зварювання тиском встановлено, що при зварюванні тиском заготовок через перехідний елемент, який перед зварюванням закріплений у заглибленні однієї або обох заготовок, площа якого становить (0,05-0,5) від загальної площі перерізу заготовок, гарантоване заповнення зони контакту заготовок матеріалом перехідного елемента по всій площі перерізу заготовок досягається при глибині заглиблення у межах (0,1-1,0) від величини припуску на осадку Іос.Based on the study of the described regularity of the formation of the joint zone in pressure welding methods, it was established that during pressure welding of workpieces through a transitional element, which before welding is fixed in the recess of one or both workpieces, the area of which is (0.05-0.5) of the total of the cross-sectional area of the blanks, the guaranteed filling of the contact zone of the blanks with the material of the transition element over the entire cross-sectional area of the blanks is achieved with a depth of embedment within (0.1-1.0) of the amount of allowance for settlement Ios.

У випадку, коли площа заглиблення становить величину, меншу 0,05 від загальної площі перерізу заготовок, не забезпечується заповнення зони контакту заготовок матеріалом перехідного елемента по всій площі перерізу заготовок, зокрема у периферійній частині перерізу.In the case when the recess area is less than 0.05 of the total cross-sectional area of the workpieces, filling of the contact zone of the workpieces with the material of the transition element is not ensured throughout the cross-sectional area of the workpieces, in particular in the peripheral part of the cross-section.

У випадку, коли площа заглиблення становить величину, більшу 0,5 від загальної площі перерізу заготовок, гарантовано забезпечується заповнення зони контакту заготовок матеріалом перехідного елемента по всій площі перерізу заготовок, але необгрунтовано збільшується об'єм використаного для виготовлення перехідного елемента матеріалу, зменшується продуктивність, зменшується ефективність запропонованої корисної моделі.In the case when the recess area is greater than 0.5 of the total cross-sectional area of the workpieces, the contact zone of the workpieces is guaranteed to be filled with the material of the transitional element over the entire cross-sectional area of the workpieces, but the volume of the material used for the manufacture of the transitional element increases unreasonably, productivity decreases, the effectiveness of the proposed useful model decreases.

У випадку, коли глибина заглиблення становить величину, меншу 0,1 від величини припускуIn the case when the depth of the recess is less than 0.1 of the allowance

Коо) на осадку Іос, не забезпечується гарантоване заповнення зони контакту заготовок матеріалом перехідного елемента по всій площі перерізу заготовок, зокрема у центральній частині перерізу.Koo) on the Ios draft, the guaranteed filling of the contact zone of the workpieces with the material of the transition element is not ensured over the entire cross-sectional area of the workpieces, in particular in the central part of the cross-section.

У випадку, коли глибина заглиблення становить величину, більшу 1,0 від величини припуску на осадку Ісс, гарантовано забезпечується заповнення зони контакту заготовок матеріалом перехідного елемента по всій площі перерізу заготовок, але необгрунтовано збільшується об'єм використаного для виготовлення перехідного елемента матеріалу, зменшується продуктивність, зменшується ефективність запропонованої корисної моделі.In the case when the embedment depth is greater than 1.0 from the amount of the allowance for the sag, it is guaranteed that the contact zone of the workpieces is filled with the material of the transition element over the entire cross-sectional area of the workpieces, but the volume of the material used for the manufacture of the transition element increases unreasonably, productivity decreases , the effectiveness of the proposed useful model decreases.

Величину припуску на осадку Іосс задають перед проведенням зварювання на основі літературних даних - довідників, наукових статей або у результаті попередніх експериментів при зварюванні заготовок заданих розмірів з конкретних матеріалів, що зварюються.The value of the allowance for the Ioss deposit is set before welding on the basis of literature data - reference books, scientific articles or as a result of previous experiments when welding workpieces of specified sizes from specific materials to be welded.

Технічну суть запропонованої корисної моделі пояснюють наведені графічні матеріали, на яких представлено: варіанти виконання заглиблення у заготовках для розміщення в ньому перехідного елемента, де фіг. 1 - схема заглиблення конічної форми у заготовці суцільного перерізу, до, Но, о; - розміри заглиблення, Ю - діаметр заготовки; Фіг. 2 - фотографія виконаного заглиблення конічної форми у сталевій заготовці суцільного перерізу; Фігю. З - схема заглиблення циліндричної форми у заготовці трубчатого перерізу, Юо, до, по - розміри заглиблення 0, а - розміри заготовки; варіанти схеми розташування заготовок перед виконанням зварювання тиском з розміщеним у заглибленнях перехідним елементом, де Фіг. 4 - перехідний елемент жорстко закріплено в обох заготовках суцільного перерізу, Фіг. 5 - перехідний елемент закріплено в одній із заготовок, Фіг. 6 - перехідний елемент закріплено в одній із заготовок трубчатого перерізу; комбіноване зварне з'єднання заготовок із сталі 20 діаметром 20 мм, одержане через перехідний елемент із аустенітної нержавіючої сталі 12Х18Н10Т з мікрокристалічною структурою відповідно до схеми розташування заготовок, зображеної на фіг. 4, де Фіг. 7 - макроструктура поперечного перерізу комбінованого зварного з'єднання, Фіг. 8 - панорама мікроструктури зони з'єднання; комбіноване зварне з'єднання заготовок із сталі 20 діаметром 20 мм, одержаного через перехідний елемент із аустенітної нержавіючої сталі 12Х18Н10Т з мікрокристалічною структурою відповідно до схеми розташування заготовок, зображеної на Фіг. 5, де фіг. 9 -The technical essence of the proposed useful model is explained by the given graphic materials, which show: options for making recesses in blanks for placing a transitional element in it, where fig. 1 - a diagram of the deepening of a conical shape in a workpiece of a continuous section, to, No, o; - recess dimensions, Y - workpiece diameter; Fig. 2 - a photograph of a made depression of a conical shape in a steel blank of a solid cross-section; Fig. C - the scheme of the recess of a cylindrical shape in the workpiece of tubular section, Yuo, to, po - the dimensions of the recess 0, and - the dimensions of the workpiece; variants of the layout scheme of the workpieces before performing pressure welding with a transition element placed in the depressions, where Fig. 4 - the transition element is rigidly fixed in both blanks of solid section, Fig. 5 - the transition element is fixed in one of the blanks, Fig. 6 - the transition element is fixed in one of the tubular cross-section blanks; a combined welded joint of workpieces made of steel 20 with a diameter of 20 mm, obtained through a transition element made of austenitic stainless steel 12X18H10T with a microcrystalline structure according to the layout of the workpieces shown in fig. 4, where Fig. 7 - macrostructure of the cross-section of the combined welded joint, Fig. 8 - panorama of the microstructure of the joint zone; a combined welded joint of blanks made of steel 20 with a diameter of 20 mm obtained through a transitional element of austenitic stainless steel 12X18N10T with a microcrystalline structure according to the layout of the blanks shown in Fig. 5, where fig. 9 -

макроструктура поперечного перерізу комбінованого зварного з'єднання, Фіг. 9 - панорама мікроструктури зони з'єднання.macrostructure of the cross section of the combined welded joint, Fig. 9 - panorama of the microstructure of the connection zone.

Запропонована корисна модель може бути краще зрозуміла з нижченаведених прикладів.The proposed useful model can be better understood from the following examples.

Приклади реалізації корисної моделіExamples of implementation of a useful model

Проводили експерименти по з'єднанню заготовок із конструкційної сталі 20 діаметром 20 мм (площа поперечного перерізу 53-314 мм") методом зварювання тертям на режимах: частота обертання п-16,6 с", тиск при нагріві Рие-50 МПа, тиск проковки Ряір-100 МПа. Для одержання якісних зварних з'єднань припуск на осадку повинен становити Іос - 3,5 мм Сварка трением.Experiments were carried out on joining blanks made of structural steel 20 with a diameter of 20 mm (cross-sectional area 53-314 mm") by friction welding at the following modes: rotation frequency n-16.6 s", heating pressure Rie-50 MPa, forging pressure Ryair-100 MPa. To obtain high-quality welded joints, the allowance for sediment should be Ios - 3.5 mm Friction welding.

Справочник / В.К. Лебедев, И.А. Черненко, В.И. Билль и др. - Л.: Машиностроение, 1987.-236 с.|.Directory / V.K. Lebedev, I.A. Chernenko, V.I. Bill et al. - L.: Mashinostroenie, 1987.-236 p. |

Відомо, що при безпосередньому зварюванні тиском сталі 20 внаслідок зміни текстури матеріалу і формування у зоні з'єднання вузького прошарку металу з показниками ударної в'язкості значно меншими (у декілька разів) за показники основного металу. Хоча показники міцності зварних з'єднань можуть бути на рівні показників основного матеріалу наведений факт обумовлює неможливість використання таких зварних з'єднань при експлуатації в умовах ударних навантажень.It is known that during direct pressure welding of steel 20 due to a change in the texture of the material and the formation of a narrow layer of metal in the joint zone with impact strength indicators significantly lower (several times) than the indicators of the base metal. Although the strength indicators of welded joints can be at the level of the main material, this fact makes it impossible to use such welded joints during operation under conditions of shock loads.

Відповідно до запропонованої корисної моделі попередньо до зварювання у центрі поперечного перерізу кожної із заготовок співвісно її осі виконували заглиблення у формі конуса глибиною, яку визначали із діапазону (0,1-1,0) від величини Іосс. Площу поперечного перерізу заглиблення Озалл визначали із діапазону (0,05-0,5) від величини 53. У виконані механічною обробкою на токарному верстаті заглиблення заготовок урівень їх поверхні жорстко закріплювали перехідний елемент із сталі 12Х18Н10Т з мікрокристалічною структурою. У даному випадку перехідний елемент закріплювали методом зварювання неплавким електродом у захисному інертному газі хоча можна використати інші методи закріплення шляхом зварювання, наплавки, напилення, механічного кріплення. Після цього виконували зварювання тертям з заданим припуском на осадку заготовок згідно схем, наведених на фіг. 4 і фіг. 5.According to the proposed useful model, before welding, in the center of the cross-section of each of the workpieces, coaxially to its axis, a cone-shaped recess was made with a depth determined from the range (0.1-1.0) of the Ioss value. The cross-sectional area of the Ozall recess was determined from the range (0.05-0.5) from the value of 53. In the recesses of the blanks made by mechanical processing on a lathe, their surface levels were rigidly fixed with a transition element made of 12X18N10T steel with a microcrystalline structure. In this case, the transition element was fixed by the method of welding with a non-fusible electrode in a protective inert gas, although other methods of fixing by welding, surfacing, spraying, and mechanical fastening can be used. After that, friction welding was carried out with a specified allowance for the workpieces' deposit according to the diagrams shown in Fig. 4 and fig. 5.

Приклад 1. Зварювання тертям згідно зі схемою, наведеною на фіг. 4.Example 1. Friction welding according to the scheme shown in fig. 4.

Результати експериментів по зварюванню тертям заготовок із сталі 20 через перехідний елемент із сталі 12Х18Н10Т з мікрокристалічною структурою, закріплений в обох заготовках, що зварюються, наведені в табл. 1.The results of experiments on friction welding of workpieces made of steel 20 through a transition element made of steel 12X18N10T with a microcrystalline structure, fixed in both workpieces to be welded, are shown in table. 1.

Зо Результати дослідження макро- і мікроструктури зварного з'єднання, одержаного при параметрах досліду, наведених у п. 7 таблиці 1, представлено відповідно на фіг. 7 і фіг. 8. Як видно, зварне з'єднання заготовок із сталі 20 утворене через перехідний елемент із сталі 12Х18Н10Т, товщина якого у межах поперечного перерізу становить 0,3...1,5 мм. При механічних випробуваннях зразків зварних з'єднань на міцність і ударну в'язкість одержано результати вище рівня показників для основного металу сталі 20, що стало можливим завдяки формуванню зварного з'єднання через перехідний елемент, матеріал якого має механічні властивості, які перевищують відповідні показники матеріалу заготовок.The results of the study of the macro- and microstructure of the welded joint, obtained with the parameters of the experiment given in item 7 of Table 1, are presented, respectively, in fig. 7 and fig. 8. As can be seen, the welded joint of steel blanks 20 is formed through a transition element made of 12X18N10T steel, the thickness of which in the cross section is 0.3...1.5 mm. During mechanical tests of samples of welded joints for strength and impact toughness, results were obtained above the level of indicators for the base metal of steel 20, which became possible due to the formation of a welded joint through a transition element, the material of which has mechanical properties that exceed the corresponding indicators of the material blanks

Таблиця 1Table 1

Заглиблення і перехідний елемент закріплено в обох заготовках, що зварюються я заглиблення Результати експериментів п/п По, ммThe recess and the transition element are fixed in both workpieces to be welded and the recess Results of experiments n/p Po, mm

Озагл, ММOverall, MM

Не забезпечується заповнення зони контакту заготовок матеріалом перехідного елемента поIt is not ensured that the contact zone of the workpieces is filled with the material of the transitional element according to

ОЗзагл«0,05 53 У - - 1 (14,0) о« 0,1 Іос (0,25) всій площі перерізу заготовок, зокрема у " центральній і частково у периферійній частині перерізуОЗагл«0.05 53 У - - 1 (14.0) о« 0.1 Ios (0.25) of the entire cross-sectional area of the workpieces, in particular in the " central and partially in the peripheral part of the cross-section

Забезпечується заповнення зони / контакт заготовок матеріалом перехідного елемента поThe filling of the zone / contact of the blanks with the material of the transitional element is ensured

Ззали 20,5. 33 всій площі перерізу заготовок, але 2 Но » 1,0 Іос (3,5) : ' (180,0) необгрунтовано збільшується об'єм використаного для виготовлення перехідного елемента матеріалуZzaly 20.5. 33 of the entire cross-sectional area of the blanks, but 2 No » 1.0 Ios (3.5) : ' (180.0) the volume of the material used for the manufacture of the transition element increases unreasonably

Продовження таблиці 1Continuation of table 1

Мо Площа Глибина заглиблення . п/п заглиблення по, ММ Результати експериментівMo Area Depth of immersion. n/p deepening by, MM Results of experiments

Ззагл, ММZzagl, MM

Забезпечується заповнення зони / контактFilling of the zone / contact is ensured

Ш заготовок матеріалом перехідного елемента поШ blanks with the material of the transition element according to

Озагл -0,0545Й. 53 У - - -Total -0.0545Й. 53 In - - -

З (1577) Ппо--0,1 Іос (0,35) всій площі перерізу заготовок у вигляді тонкого " суцільного прошарку практично однакової товщини близько 0,04 ммWith (1577) Ppo--0.1 Ios (0.35) of the entire cross-sectional area of the workpieces in the form of a thin "continuous layer of almost the same thickness of about 0.04 mm

Забезпечується заповнення зони / контактFilling of the zone / contact is ensured

А Озагл -0,05 Щ 53 по--1,0 Іос (3,5) заготовок матеріалом перехідного елемента по (15,7) ом оо, всій площі перерізу заготовок у вигляді тонкого суцільного прошарку товщиною 0,04-3,6 ммA Total -0.05 Sh 53 by--1.0 Ios (3.5) of blanks with the material of the transition element by (15.7) ohm oo, the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a thin continuous layer with a thickness of 0.04-3.6 mm

Забезпечується заповнення зони / контактFilling of the zone / contact is ensured

Озагл -0,5.ЙЦЗЗ по-0,1 Іос (0,55) заготовок матеріалом перехідного елемента по (157,0) оте Ко всій площі перерізу заготовок у вигляді суцільного прошарку товщиною 0,1-0,2 ммTotal -0.5.YCZZ by 0.1 Ios (0.55) of blanks with the material of the transitional element by (157.0) ote To the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a continuous layer with a thickness of 0.1-0.2 mm

Забезпечується заповнення зони / контактFilling of the zone / contact is ensured

Озагл -0,5 ДЦ «53 по--1,0 Іос (3,5) заготовок матеріалом перехідного елемента по (157,0) оте всій площі перерізу заготовок у вигляді суцільного прошарку товщиною 1,2-2,6 ммTotal -0.5 DC "53 by -1.0 Ios (3.5) of blanks with the material of the transition element by (157.0) over the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a continuous layer with a thickness of 1.2-2.6 mm

Забезпечується заповнення зони / контакт 7 Озагл -0,1 ДЦ 1ЗЗ3 по-0,8 Іос (2,8) заготовок матеріалом перехідного елемента по (31,4) оток ее всій площі перерізу заготовок у вигляді суцільного прошарку товщиною 0,3-1,5 ммThe filling of the zone / contact 7 Total -0.1 DC 1ZZ3 by -0.8 Ios (2.8) of the blanks with the material of the transition element by (31.4) of the swelling of the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a continuous layer with a thickness of 0.3-1 .5 mm

Приклад 2. Зварювання тертям зі схемою, наведеною на фіг. 4.Example 2. Friction welding with the scheme shown in fig. 4.

Результати експериментів по зварюванню тертям заготовок із сталі 20 через перехідний 5 елемент із сталі 12Х18Н10Т з мікрокристалічною структурою, закріплений в одній із заготовок, що зварюються, наведені в табл. 2.The results of experiments on friction welding of workpieces made of steel 20 through a transition element 5 of steel 12X18H10T with a microcrystalline structure, fixed in one of the workpieces to be welded, are shown in table. 2.

Таблиця 2Table 2

Заглиблення і перехідний елемент закріплено в одній із заготовок, що зварюютьсяThe recess and the transition element are fixed in one of the workpieces to be welded

Мо Площа Глибина заглиблення . п/п заглиблення по, Результати експериментівMo Area Depth of immersion. n/p deepening by, Results of experiments

ОЗзагл,In general,

Не забезпечується заповнення зони контактуFilling of the contact zone is not ensured

Фзате0 05 85 заготовок матеріалом перехідного елемента по заглу, З ЩА - . 1 (14,0) о« 0,1 Іос (0,25) всій площі перерізу заготовок, зокрема у " центральній і частково у периферійній частині перерізуFzate0 05 85 blanks with the material of the transition element on the back, Z SHHA - . 1 (14.0) o« 0.1 Ios (0.25) of the entire cross-sectional area of the workpieces, in particular in the " central and partly in the peripheral part of the cross-section

Забезпечується заповнення зони / контакт заготовок матеріалом перехідного елемента поThe filling of the zone / contact of the blanks with the material of the transitional element is ensured

Ззали 20,5. 33 всій площі перерізу заготовок, але 2 Но » 1,0 Іос (3,5) : ' (180,0) необгрунтовано збільшується об'єм використаного для виготовлення перехідного елемента матеріалуZzaly 20.5. 33 of the entire cross-sectional area of the blanks, but 2 No » 1.0 Ios (3.5) : ' (180.0) the volume of the material used for the manufacture of the transition element increases unreasonably

Забезпечується заповнення зони / контактFilling of the zone / contact is ensured

Ш заготовок матеріалом перехідного елемента поШ blanks with the material of the transition element according to

Озагл -0,0545Й. 53 У - - -Total -0.0545Й. 53 In - - -

З (1577) Ппо--0,1 Іос (0,35) всій площі перерізу заготовок у вигляді тонкого " суцільного прошарку практично однакової товщини близько 0,02 ммWith (1577) Ppo--0.1 Ios (0.35) of the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a thin "continuous layer of almost the same thickness of about 0.02 mm

Забезпечується заповнення зони / контактFilling of the zone / contact is ensured

А Озагл -0,05 Щ 53 по--1,0 Іос (3,5) заготовок матеріалом перехідного елемента по (15,7) оте всій площі перерізу заготовок у вигляді тонкого суцільного прошарку товщиною 0,02-1,7 ммA Total -0.05 Sh 53 by--1.0 Ios (3.5) of blanks with the material of the transition element by (15.7) over the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a thin continuous layer with a thickness of 0.02-1.7 mm

Продовження таблиці 2Continuation of table 2

Мо Площа Глибина заглиблення . п/п заглиблення по, Результати експериментівMo Area Depth of immersion. n/p deepening by, Results of experiments

ОЗзагл,In general,

Забезпечується заповнення зони / контактFilling of the zone / contact is ensured

Озагл -0,5 ДЦ «53 по-0,1 Іос (0,55) заготовок матеріалом перехідного елемента по (157,0) оте Ко всій площі перерізу заготовок у вигляді суцільного прошарку товщиною 0,05-0,15 ммTotal -0.5 DC "53 by 0.1 Ios (0.55) of blanks with the material of the transition element by (157.0) over the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a continuous layer with a thickness of 0.05-0.15 mm

Забезпечується заповнення зони / контактFilling of the zone / contact is ensured

Озагл -0,5 ДЦ «53 по--1,0 Іос (3,5) заготовок матеріалом перехідного елемента по (157,0) оте всій площі перерізу заготовок у вигляді суцільного прошарку товщиною 0,6-1,4 ммTotal -0.5 DC "53 by--1.0 Ios (3.5) of blanks with the material of the transition element by (157.0) over the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a continuous layer with a thickness of 0.6-1.4 mm

Забезпечується заповнення зони / контакт 7 Озагл -0,1 ДЦ 1ЗЗ3 по-0,8 Іос (2,8) заготовок матеріалом перехідного елемента по (31,4) оток ее всій площі перерізу заготовок у вигляді суцільного прошарку товщиною 0,1-0,4 ммThe filling of the zone / contact 7 Total -0.1 DC 1ZZ3 by -0.8 Ios (2.8) of the blanks with the material of the transition element by (31.4) is ensured by the swelling of the entire cross-sectional area of the blanks in the form of a continuous layer with a thickness of 0.1-0 .4 mm

Результати дослідження макро- і мікроструктури зварного з'єднання, одержаного при параметрах досліду, наведених у п. 7 таблиці 2, наведено відповідно на фіг. 9 ії фіг. 10. Як 5 видно, зварне з'єднання заготовок із сталі 20 утворене через перехідний елемент із сталі 12Х18Н10Т, товщина якого у межах поперечного перерізу становить 0,1...0,4 мм. Як у прикладі 1, при механічних випробуваннях зразків зварних з'єднань на міцність і ударну в'язкість одержано результаті вище рівня показників для основного металу сталі 20.The results of the study of the macro- and microstructure of the welded joint obtained under the parameters of the experiment given in point 7 of Table 2 are shown, respectively, in fig. 9 and fig. 10. As can be seen in Figure 5, the welded joint of steel blanks 20 is formed through a transition element made of 12X18N10T steel, the thickness of which in the cross section is 0.1...0.4 mm. As in example 1, during mechanical tests of samples of welded joints for strength and impact toughness, the result was higher than the level of indicators for the base metal of steel 20.

Отримані результати свідчать про досягнення результату, який складає задачу запропонованої корисної моделі - підвищення ефективності та спрощення способу виготовлення комбінованого зварного з'єднання двох заготовок через перехідний елемент, і досягнення технічного результату - формування зони комбінованого з'єднання з проміжним елементом, товщина якого змінюється по перерізу заготовок.The obtained results indicate the achievement of the result, which is the task of the proposed useful model - increasing the efficiency and simplifying the method of manufacturing a combined welded joint of two blanks through a transition element, and achieving the technical result - the formation of a zone of a combined joint with an intermediate element, the thickness of which varies according to cross-section of blanks.

Claims (3)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІUSEFUL MODEL FORMULA 1. Спосіб зварювання тиском виробів із однорідних та різнорідних металевих матеріалів, при якому принаймні до однієї із заготовок, що зварюються, приєднують перехідний елемент, через який виконують зварювання, процес зварювання проводять до досягнення заданого припуску на осадку Ісс, який відрізняється тим, що попередньо до зварювання у центрі поперечного перерізу принаймні однієї із заготовок співвісно її осі виконують заглиблення, площа якого становить (0,05-0,53 площі поперечного перерізу заготовки, а глибина становить (0,1-1,0) від величини ос, у заглибленні жорстко закріплюють перехідний елемент урівень поверхні заготовки, що зварюється, після цього виконують зварювання заготовок.1. The method of pressure welding of products made of homogeneous and dissimilar metal materials, in which at least one of the workpieces to be welded is connected to a transition element through which welding is performed, the welding process is carried out until the specified allowance for the deposit Iss is reached, which is distinguished by the fact that previously before welding in the center of the cross-section of at least one of the workpieces, coaxial to its axis, a recess is made, the area of which is (0.05-0.53 of the area of the cross-section of the workpiece, and the depth is (0.1-1.0) of the value of the axes, in the recess rigidly fix the transitional element of the surface level of the workpiece to be welded, after that weld the workpieces. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що заглибленню та перехідному елементу надають об'єму і форми, що співпадають, а форму вибирають з ряду: конус, півсфера, циліндр, призма.2. The method according to claim 1, which differs in that the recess and transition element are given the volume and shapes that coincide, and the shape is chosen from the series: cone, hemisphere, cylinder, prism. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як перехідний елемент використовують матеріал із структурою, яку вибирають з ряду: мікрокристалічна, субмікрокристалічна, нанокристалічна структура. кн и дк пу ПЖЮТИ я ПЕ ОТ ТУ пон нн нн ча о Колін нн т Фіг: 13. The method according to claim 1, which is characterized by the fact that a material with a structure selected from the following is used as a transition element: microcrystalline, submicrocrystalline, nanocrystalline structure. kn i dk pu PZHYUTI i PE OT TU mon nn nn cha o Kolin nn t Fig: 1
UAU201203411U 2012-03-21 2012-03-21 Method of pressure welding UA73836U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201203411U UA73836U (en) 2012-03-21 2012-03-21 Method of pressure welding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201203411U UA73836U (en) 2012-03-21 2012-03-21 Method of pressure welding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA73836U true UA73836U (en) 2012-10-10

Family

ID=50851195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU201203411U UA73836U (en) 2012-03-21 2012-03-21 Method of pressure welding

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA73836U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kumar Rajak et al. Friction-based welding processes: friction welding and friction stir welding
KR102077408B1 (en) Friction welding method
CA2526171C (en) Shear assisted solid state weld and method of forming
US9440288B2 (en) FSW tool with graduated composition change
Prakash et al. A study of process parameters of friction stir welded AA 6061 aluminum alloy
CN109070261A (en) The friction stirring connecting method and device of structural steel
CN106513965A (en) Power pulse method for controlling resistance weld nugget growth and properties during steel spot welding
Bhate et al. A literature review of research on rotary friction welding
Santella et al. Friction stir spot welding (FSSW) of advanced high strength steel (AHSS)
UA73836U (en) Method of pressure welding
Khourshid et al. Analysis and design of Friction stir welding
Hovanski et al. Comparing laser welding technologies with friction stir welding for production of aluminum tailor-welded blanks
Hildenbrand et al. Flexible rolling of process adapted semi-finished parts and its application in a sheet-bulk metal forming process
KVADRATNO FSW welding of Al-Mg alloy plates with increased edge roughness using square pin tools of various shoulder geometries
US20200398360A1 (en) System and method for forming a weld along a length
US11602904B2 (en) Method for joining a metal component and a polymer component, and structure comprising said components
US9421629B2 (en) Method of producing a material joint, and hollow section connection
Gupta et al. Joining of Dissimilar Galvanized Steel Sheets by Resistance Spot Welding and Self-piercing Riveting
Aravindkumar et al. A review on friction stir welding of dissimilar materials between aluminium alloys to copper
JP2016503347A (en) FSW tool with incremental composition change
SENTHIL MURUGAN et al. Analysis of UNS S31603 ferrous joint made by rotary friction welding
El Mouhri et al. FSW Of aluminum alloys: effect of operating parameters on the weld quality
Sahu et al. Effects of pin geometry on friction stir Cuto Alalloy lap joint
CN107627021B (en) Rotary friction welding method
Ogata et al. Dissimilar material joint strength and structure for friction stir forming process