UA73836U - Спосіб зварювання тиском - Google Patents

Abstract

Спосіб зварювання тиском виробів із однорідних та різнорідних металевих матеріалів включає приєднання принаймні до однієї із заготовок, що зварюються, перехідного елемента, через який виконують зварювання, процес зварювання проводять до досягнення заданого припуску на осадку. Попередньо до зварювання у центрі поперечного перерізу принаймні однієї із заготовок співвісно її осі виконують заглиблення. У заглибленні жорстко закріплюють перехідний елемент урівень поверхні заготовки, що зварюється. Виконують зварювання заготовок.

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).

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.

Відомі способи зварювання тиском, які спрямовані на вирішення поставленої проблеми.

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.

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/еідіпа

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.

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.

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.

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.

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.

Існують технічні рішення, які передбачають використання як перехідного елемента матеріалу, близького за механічними властивостями до властивостей заготовок, що зварюються.

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.

Відоме технічне рішення, яке забезпечує підвищення продуктивності одержання комбінованого зварного з'єднання |стаття Черненко И.А., Захаров А.Г., Цуруль И.А., Форостовец

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 для

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

При цьому заглибленню та перехідному елементу надають об'єму і форми, що співпадають, і форму вибирають з ряду: конус, півсфера, циліндр, призма.

Крім того, як перехідний елемент використовують матеріал із структурою, яку вибирають з ряду: мікрокристалічна, субмікрокристалічна, нанокристалічна структура.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

У випадку, коли глибина заглиблення становить величину, меншу 0,1 від величини припуску

Коо) на осадку Іос, не забезпечується гарантоване заповнення зони контакту заготовок матеріалом перехідного елемента по всій площі перерізу заготовок, зокрема у центральній частині перерізу.

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.

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.

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 -

макроструктура поперечного перерізу комбінованого зварного з'єднання, Фіг. 9 - панорама мікроструктури зони з'єднання.

Запропонована корисна модель може бути краще зрозуміла з нижченаведених прикладів.

Приклади реалізації корисної моделі

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.

Справочник / В.К. Лебедев, И.А. Черненко, В.И. Билль и др. - Л.: Машиностроение, 1987.-236 с.|.

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.

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.

Приклад 1. Зварювання тертям згідно зі схемою, наведеною на фіг. 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.

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.

Таблиця 1

Заглиблення і перехідний елемент закріплено в обох заготовках, що зварюються я заглиблення Результати експериментів п/п По, мм

Озагл, ММ

Не забезпечується заповнення зони контакту заготовок матеріалом перехідного елемента по

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 перерізу

Забезпечується заповнення зони / контакт заготовок матеріалом перехідного елемента по

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 матеріалу

Продовження таблиці 1

Мо Площа Глибина заглиблення . п/п заглиблення по, ММ Результати експериментів

Ззагл, ММ

Забезпечується заповнення зони / контакт

Ш заготовок матеріалом перехідного елемента по

Озагл -0,0545Й. 53 У - - -

З (1577) Ппо--0,1 Іос (0,35) всій площі перерізу заготовок у вигляді тонкого " суцільного прошарку практично однакової товщини близько 0,04 мм

Забезпечується заповнення зони / контакт

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 мм

Забезпечується заповнення зони / контакт

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 мм

Забезпечується заповнення зони / контакт

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 мм

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 мм

Приклад 2. Зварювання тертям зі схемою, наведеною на фіг. 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.

Таблиця 2

Заглиблення і перехідний елемент закріплено в одній із заготовок, що зварюються

Мо Площа Глибина заглиблення . п/п заглиблення по, Результати експериментів

ОЗзагл,

Не забезпечується заповнення зони контакту

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 перерізу

Забезпечується заповнення зони / контакт заготовок матеріалом перехідного елемента по

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 матеріалу

Забезпечується заповнення зони / контакт

Ш заготовок матеріалом перехідного елемента по

Озагл -0,0545Й. 53 У - - -

З (1577) Ппо--0,1 Іос (0,35) всій площі перерізу заготовок у вигляді тонкого " суцільного прошарку практично однакової товщини близько 0,02 мм

Забезпечується заповнення зони / контакт

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 мм

Продовження таблиці 2

Мо Площа Глибина заглиблення . п/п заглиблення по, Результати експериментів

ОЗзагл,

Забезпечується заповнення зони / контакт

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 мм

Забезпечується заповнення зони / контакт

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 мм

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 мм

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.

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.

Claims (3)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

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.

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.

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: 1