Спосіб котактного стикового зварювання оплавленням

Изобретение относится к технологии контактной стыковой сварки и может быть использовано для изготовления изделий различной номенклатуры, преимущественно с регламентируемыми конечными размерами. Цель изобретения -повышение производительности и получение деталей заданных конечных размеров. После осадки на заданный припуск сварное соединение выдерживают в течение заданного времени под действием осевого усилия заданной величины. Время выдержки должно обеспечивать охлаждение стыка до температур , исключающих образование горячих трещин, а величина осевого усилия не должна вызывать пластической деформации стыка сталей и составляет не менее 80% величины реакции сопротивления металла, деформированного в момент, когда произошла осадка деталей на заданный припуск. Охлаждение сварного соединения не до полного его остывания повышает произво~ дительность способа. Осадка на заданную величину позволяет получать детали с заданными конечными размерами. Изобретение отно'ится к способам контактной стыковой сварки оплавлением и может быть использовано для сварки изделий различной номенклатуры. Цель изобретения - повышение производительности способа и получение деталей заданных конечных размеров, В соответствии со способом процес; сварки осуществляется следующим образом. После оплавления торцов свариваемых деталей производит их осадку на заданную величину путем прилов жения осевого усилия сжатия. Это по зволяет независимо от степени разогрева торцов деталей всегда получать детали с заданными конечными размерами, что значительно расширяет возможные области применения способа. После осаживания деталей на заданный припуск сварное соединение выдерживают под действием осевого усилия, величина которого не менее 80% величины сопротивления металла сварного соединения деформированию и не вызывает пластической деформации сварного соединения, Время выдеожки должно ^ 'Нї К : 1484532 обеспечивать охлаждение сварного соезуют методику определения величины динения до температуры реального сонеобходимого осевого усилия через лидуса свариваемого материала. Вывеличину сопротивления металла (R) держка деталей в губках сварочной мав момент, когда произошла осадка дешины позволяет получить соединение талей на заданный припуск, высокого- качества за счет того, что Величина осевого усилия (Р), разисключается возможность образования виваемого сварочной машиной при осадгорячих трещин в зоне сварки, причем ке, определяется как произведение ОХЛаЖДеНИе СОеДИНеНИЯ НЄ ДО ПОЛНОГО jQ давления (р) в полости гидроцилиндра оплавления и осадки на площадь поего остывания повышает производительверхности поршня гидроцилиндра (F) ность способа, по формуле Р=р.F, т.е. давление в і П р и м е р , Используют машину для полости гидроцилиндра однозначно контактной стыковой сварки кольцевых заготовок типа К617, Сваривают пар^ определяет величину развиваемого машиной осевого усилия. тию заготовок под ободья автомобильных колес площадью поперечного свариПринимают следующие допущения: а ваемого сечения 2200 м м из стали 45, сила трения в подвижных частях машины отсутствует, так как ее величина сосРежим сварки: вторичное напряжение холостого хода сварочного трансфер20 тавляет около 2% от величины осевого усилия; при осадке подвижная плита матора 7-8В, припуск на оплавление сварочной машины движется с постоян12 мм, припуск на осадку 7 мм, средной скоростью. нее время сварки 45 с. Величина осевого усилия, необходимого для выдержки соединения после осадки может быть 25 На основании третьего закона Ньюопределена аналитическим путем. тона во время осадки величина сопроВ случае использования аналитичестивления металла деформации (R), кого метода, максимальная величина с учетом принятых допущений, равна осевого усилия, необходимая для вывеличине развиваемого в данный модержки соединения после осадки, не 30 мент осевого усилия (Р), т.е. P=R, вызывающая пластической деформации Следовательно, при осадке свариваемых сварного соединения (Р), определяетдеталей по величине давления (р) ся из соотношения в полости гидроцилиндра оплавления и осадки можно определить величину сопротивления металла деформации, - предел текучести металла где 35 і сварного соединения в сосВ момент, когда произошла деформатоянии после осадки на ция деталей на заданный припуск, заданный припуск; Р=р.Г=5,2я10*Иал0,015 м г =78 кН, - площадь поперечного сече? где р - давление в полости гидроци'«-в. ния сварного соединения, линдра оплавления и осадки; 40 Очевидно, чтоб^.со = f ( T c 3 .)i т.е. Р- площадь поверхности поршня. предел текучести металла сварного Под действием усилия"'63 кН сварсоединения после осадки на заданный ное соединение выдерживается в течеприпуск, является величиной, завиние 5-10 с. Это время выдержки высящей от температуры металла сварного 45 бирается из следующих соображений. •соединения ( Т с в ) в этот момент. ПоПри остывании сварного соединения этому для использования аналитическопосле окончания цикла сварки ме-талл го метода определения осевого усилия, шва проходит через так называемый эфнеобходимого для выдержки соединения фективный интервал кристаллизации. после осадки, нужно иметь достовер50 Состояние металла в этом интервале ные данные о температуре металла характеризуется повышенной хрупкоссварного соединения после осадки на тью. При этом в зоне соединения в заданный припуск. случае отсутствия прикладываемого Существующие методы измерения темк свариваемым деталям осевого усилия пературы непосредственно на линии 55 сжатия могут образоваться горячие соединения при контактной стыковой трещины. При переходе через нижний сварке являются технически трудновыполнимыми и дают значительные погрешности измерения. Поэтому исполь предел интервала хрупкости (температура реального солидуса) пластические свойства металла резко улучшают 6 484532 осевого усилия до 75% и ниже от веся и уменьшается вероятность образоличины сопротивления металла деформивания горячих трещин. рованию приводит к снижению механиТакже горячие трещины могут обческих свойств сварных соединений, разоваться и при температурах ниже а в отдельных случаях в них наблюточки плавления основного металла, дается образование горячих трещин. В этом случае причиной их зарождения могут явиться образующиеся на граниФ о р м у л а и з о б р е т е н и я цах зерен относительно легкоплавкие 10 включения и прослойки. Способ контактной стыковой сварки I Исследования температурных циклов для контактной стыковой сварки оплавлением показали, что через 5-10 с после окончания цикла сварки зона соединения остывает до температур, при которых исключается возможность образования горячих трещин. Для деталей с малыми поперечными свариваемыми сечениями требуемое время выдержки меньше, так как в этом случае детали после сварки остывают быстрее. Проведенные исследования показали, что увеличение осевого усилия, под действием которого осуществляется выдержка сварных соединений до 85% от величины сопротивления металла деформированию, может привести к дальнейшему деформированию металла шва, что влечет за собой нарушение, постоянства размеров полученных деталей, С другой стороны, уменьшение оплавлением, при котором после оплавления производят осадку на заданный припуск, а после осадки сварное 15 соединение выдерживают под действием осевого усилия в течение времени, обеспечивающего его охлаждение до определенной температуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повы 20 ш е н и я производительности способа и получения деталей заданных конечных размеров, выдержку сварного соединения осуществляют в течение времени, обеспечивающего охлаждение сварного 25 соединения до температуры реального солидуса свариваемого материала, под действием осевого усилия, которое не вызывает пластической деформации сварного соединения и составляет 30 не менее 80% от величины сопротивления металла деформированию в момент, когда произошла осадка деталей на заданный припуск, Редактор Н.Лазаренко Составитель И. Фелицина Техред Л,Сердюкова Корректор Т. Малец Заказ 2978/12 Тираж 894 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101