Спосіб стикового зварювання тиском у твердій фазі стрижнів та труб

Спосіб стикового зварювання тиском у твердій фазі стрижнів та труб, головним чином металевих, C2 2 (19) 1 3 рхні зварювальних заготівок. Зазначений спосіб паяння є прототипом і дозволяє отримати шви з високими показниками міцності, але в цілому сам шов має досить значну неоднорідність. Так формування зовнішньої поверхні зварного шву на галтельних-периферійних ділянках, відбувалося шляхом витіснення у радіальному напряму при пластичному деформуванні металу крайок з'єднуючих заготівок, при цьому формування металу, який був витіснений, відбувається при нерівномірному одноосному навантажені, без належного об'ємного напруженого стану, і з різними ступенями тиску по площі стикування при послідуючій кристалізації, що призводить до структурної неоднорідності отриманого металу шву. Сутність винаходу Запропонований „спосіб стикового зварювання тиском у твердій фазі стрижнів та труб" здійснює формування валику шву завдяки металу крайок з'єднуючих заготівок, який витіснено у радіальному напряму при пластичному деформуванні, шляхом заповнення зазору між зовнішньою поверхнею зварюваних заготівок та внутрішньою поверхнею формувального пристрою, який має вигляд роз’ємного хомуту із внутрішньою порожниною, яка у свою чергу має необхідну форму для утворення валику шву. При цьому зовнішня поверхня шву, яка утворюється, захищена від дії зовнішнього середовища формувальним пристроєм, а само формотворення шву здійснюється з термомеханічним впливом, який полягає у пластичному деформуванні зони зварного шву і послідуючою його кристалізацією під тиском, який наближається до рівномірного об'ємного розподілення, що дає більш однорідний склад шву. Стосовно внутрішньої поверхні, яка формується при застосуванні даного „Способу стикового зварювання тиском у твердій фазі стрижнів та труб", то вона формується без утворення внутрішнього грату завдяки здійсненню кільцевого нагрівання із підводом тепла з зовнішньої сторони з'єднуємих заготівок індукційним або іншим нагріваючим устаткуванням. При підводі тепла з боку зовнішньої поверхні у крайках трубних заготівок створюється температурне поле із відповідним градієнтом температур, при якому на момент здійснення осадження при зварювані у внутрішню поверхню трубних заготівок вкладено менше теплової енергії ніж у їх зовнішню поверхню і яка має відповідно нижчу температуру. Завдяки цьому, метал крайок з'єднуючих заготівок витісняється у радіальному напряму при пластичному деформуванні при здійснені осадження. Прошарки менш нагрітого основного металу, які наближаються до поверхні стикування при осадженні, деформується у радіальному напрямку у бік зовнішньої поверхні, яка має більшу темпера 92965 4 туру і відповідно менший супротив течії металу при деформуванні, що і призводить до відсутності внутрішнього грату і відповідно формування валика шву формуючим пристроєм на зовнішній поверхні. Приклад. 3а наведеною схемою (Фіг.) здійснювалося зварювання труб: трубні заготівки (поз. 1і поз. 2) із вуглецевої сталі із товщиною стінки 1,5 мм були розміщені у затискачах зварювальної установки, при цьому їх торці були зі стиковані. Перед установкою трубних заготівок на їх торцях заздалегідь було розташовано прошарок, який складається із суміші паяльних і зварювальних матеріалів (поз. 3), завдяки яким при підводі теплової енергії здійснюється активація зварювальних поверхонь і відбувався захист від окислення зони зварювання, зварювальної поверхні і зони термічного впливу. Над площею стику розташовано кільцевий індуктор (поз. 4) таким чином, що він здійснює нагрівання крайок обох стикованих заготівок. При досягненні необхідної температури крайок стикованих заготівок відбувається плавлення розташованих у зазорі суміші паяльних і зварювальних матеріалів і здійснюється активація зварювальних поверхонь, при цьому джерело нагрівання кільцевий індуктор (поз.4) відводиться, а на його місце над площею стику розташовують формувальний пристрій (поз. 5), який має вигляд роз’ємного хомуту із внутрішньою порожниною, яка у свою чергу має необхідну форму для утворення валику шву (поверхня А). Потім здійснюють осадження шляхом переміщення в осьовому напрямку зварювальних заготівок одного із затискачів на необхідну величину, при цьому метал крайок з'єднуючих заготівок витісняється у радіальному напряму при пластичному деформуванні і здійснює формування валику шву шляхом заповнення зазору між зовнішньою поверхнею зварюваних заготівок та внутрішній поверхнею формувального пристрою (поверхня А). Таким чином зовнішня поверхня шву валику шву (поверхня Б) сформована завдяки внутрішній поверхні (поверхня А) формувального пристрою (поз. 5). При цьому формування валику шву здійснюється з термомеханічним впливом, який полягає у пластичному деформуванні зони зварного шву і послідуючою його кристалізацією під тиском, який наближається до рівномірного об'ємного розподілення, що дає більш однорідний склад шву. Також відбувається захист від окислення зони зварювання, зварювальної поверхні і зони термічного впливу. Дослідження мікрошліфів отриманих швів показало відсутність не сплавлення та не суцільностей. Також було виявлене підвищення механічних характеристик отриманих швів. 5 Комп’ютерна верстка В. Мацело 92965 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601