Способ сварки трением
Патент 1512740
Авторы
Классы МПК
Способ сварки трением
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к сварке трением и может быть использовано при производстве режущего инструмента. Цель изобретения - упрочнение сварного шва, устранение условий закалки быстрорежущей стали в зоне термического влияния и снижение энергоемкости. Для этого сварку производят в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущих сталей, который достигают, используя следующие режимы: частота вращения до 2 с<SP POS="POST">-1</SP> удельное давление нагрева 367-588 МПа время нагрева 7-10 с удельное давление проковки 539-784 МПа время проковки 1-3 с. Выполнение сварки трением в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущей стали исключает возможность образования блестящих полос скольжения, снижающих прочность сварного шва, а также исключает необходимость отжига заготовок, что повышает производительность процесса и снижает его энергоемкость.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51)4 В 23 К 20/12
g.,: ЯИЗМ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4255063/31-27 (22) 22.04.87 (46) 07.10.89. Бюл. ¹ 37 (71) Томский политехнический институт им.С.M.Кирова (72) И.О.Хазанов и Н.И.Фомин (53) 621.791 ° 14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 369994, кл. В 23 К 20/12, 1971.
Авторское свидетельство СССР № 664791, кл. В 23 К 20/12, 1976. (54) СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (57) Изобретение относится к сварке трением и может быть использовано при производстве режущего инструмента.
Цель изобретения — упрочиение сварного шва, устранение условий закалки быстрорежущей стали в зоне термичесИзобретение относится к сварке трением и может быть использовано при производстве режущего инструмента.
Цель изобретения — упрочнение сварного шва, устранение условий закалки быстрорежущей стали в зоне термического влияния и снижение энергоемкости процесса.
Сварку трением заготовок из быстрорежущих и конструкционных сталей осуществляют посредством их нагрева в процессе относительного вращения с приложением контактного давления.
Когда достигается температура, при которой проявляется эффект сверхпластичности быстрорежущей стали, вращение прекращают и производят проковку с приложением контактного давления, большего чем при нагреве. ТемператуЯ0 1512740 А 1
2 кого влияния и снижение энергоемкости, Для этого сварку производят в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущих сталей, который достигают, используя следующие режимы: частота вращения до 2 с ; удельное давление нагрева 367-588 МПа; время нагрева 7-10 с; удельное давление проковки 539-784 MIIa; время проковки
1-3 с. Выполнение сварки трением в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущей стали исключает возможноcTb образования. блестящих полос. скольжения, снижающих прочность сварного шва, а также исключает необходимость отжига заготовок, что повышает производительность процесса и снижает его энергоемкость. рный интервал сверхпластичности быстрорежущих сталей достигают, используя следующие режимы: ,Частота вращения, с До 2
Удельное давление нагрева, МПа
367-588
Бремя нагрева, с 7-10
Удельное давление проковки, МПа 539-784
Время проковки, с 1-3
Среднее время цикла по предлагаемому способу не превышает времени цикла по известным способам и не может вызвать снижения производительности производственного процесса.
Пример 1. Производят сварку трением биметаллических заготовок режущего инструмента с рабочей частью из быстрорежущей стали Р6М5 и с хвос3 1512740 товой частью из стали 45 диаметром
15 мм на опытной установке, созданной на базе сварочной машины МФ-362 на следующих режимах:
Частота вращения, с " 1 16
Удельное:давление нагрева, MIa 374,4
Время нагрева, с 9
Удельное давление проковки, 10
ИПа 588
Время проковки, с 2
Результаты сравнительных испытаний на ударный изгиб образцов, сваренных предлагаемым способом и по су- 15 ществующей технологии, показали увеличение ударной вязкости в .2,25 раза при твердости зоны сварного шва НБ.255.
2000 Dn нХ
Пример 2. Производят сварку
20 заготовок из стали Р6М5 и ст.45 диаметром 20 мм на следующих режимах:
Частота вращения, с 1,16
Удельное давление нагрева, МПа 264
Время нагрева, с 9
Удельное давление проковки, МПа . 323
Время проковки, с 2
Результаты сравнительных испытаний на ударный изгиб показали увеличение ударной вязкости в 1,38 раза при твердости НВ 255. Незначительное упрочнение сварного шва объясняется низким удельным давлением проковки. 35
Расчет режимов сварки трением в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущих сталей производится исходя из условия, что время нагрева и проковки не превышает вре- 40 мени цикла по существующим способам сварки трением, а именно 9 и 2 с °
Для времени нагрева iö= 9 с выведена эмпирическая формула, которая с удовлетворительной для практических расчетов 45 точностью связывает между собой удельное давление нагрева, диаметр свариваемых заготовок и частоту вращения где P — удельное давление нагрева, НУ
МПа;
D — диаметр заготовок, лм; и - частота вращения,с
При сварке необходима некоторая коррекция режимов для получения сварного шва максимальной прочности, должны быть подобраны такие удельные давi пения нагрева и частота вращения, ко" торые позволяют за время < = 9 с достичь температуры сверхпластичности быстрорежущих сталей и прогреть околошовную зону на необходимую глубину.
Давление нагрева следует выбирать из диапазона 367 — 588 МПа. Достижение температурного интервала сверхпластичности быстрорежущих сталей возможно и при более низких значениях давления нагрева, но это приводит к увеличению времени нагрева, что экономически нецелесообразно. С учетом предела прочности материала хвостовой части задан диапазон давлений проковки
539 — 784 МПа. Снижение давления проковки приводит к ухудшению механических свойств сварного соединения. Значение давления нагрева не может превышать 588 МПа, а давления проковки
784 NIIa потому, что необходим некоторый запас прочности заготовок хвостовой части, чтобы не произошло их разрушение при сварке, Выполнение сварки трением в температурном интервале сверхпластичности быстрорежущей стали (когда момент вращения близок к своему максимальному значению, а толщина промежуточного слоя, образованного в результате переноса быстрорежущей стали на поверхность трения заготовки из конструкционной стали, незначительна) исключает возможность образования блестящих полос скольжения, снижающих прочность сварного шва, У быстрорежущих сталей эффект сверхпластичности проявляется при температурах от Ас, — (15 — 25) С до Ас т,е. при максимальных температурах г существования Ы -твердого раствора.
Сразу после нагрева выше этой температуры начинается о(- - превращение (перлит- аустенит) ° Поскольку температура в зоне сварки не превышает Ас, аустенит не образуется, при охлаждении на воздухе заготовки сохраняют структуру оттоженной стали (сорбитообразный перпит), имеют низкую твердость и не нуждаются в отжиге, что повышает производительность процесса, снижает
его энергоемкость, Формула изобретения
Способ сварки трением быстрорежущих сталей с конструкционными, включающий стадию нагрева, на которой
Составитель И.Фелицина
Техред А. Кравчук Корректор И.Патай
Редактор А.Мотыль Заказ 6021/13 Тираж 894 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101
5 1512740 6 заготовки приводят в относительное ратурном интервале сверхпластичности вращение при постоянном приложении быстрорежущих сталей который достиконтактного давления, и стадию проков- гаЬт., используя следующие режимы: ки, которую осуществляют после прек- 5 Частота вращения, с До 2 .-1 ращения вращения, о т л и ч а ю — Удельное давление нагрева, шийся тем, что, с целью упрочнеМПа 367 — 588 ния сварного шва, устранения условий Время нагрева, с 7 — 10 закалки быстрорежущей стали в зоне Удельное давление проковки, термического влияния и снижения эйер- 1g
МПа 539 — 784 гоемкости, сварку производят в темпе- Время проковки, с 1-3