Способ сварки металлов давлением в режиме сверхпластичности

Способ сварки металлов давлением в режиме сверхпластичности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: различные отрасли машиностроения . Сущность изобретения: нахлесточные соединения нагревают до температуры на 50...100°С ниже температуры проявления сверхпластичности и деформируют зону соединения по схеме его течения в одном направлении. 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 20/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4906142/08 (22) 31,01.91 (46) 30.08.92. Бюл. М 32 (71) Институт электросварки им. Е.О. Патона (72) А.И. Игнатенко, В.Н. Замков, 1О.В.

Фальченко, Г.К. Харченко, Д.Н. Цайренко, P.Â. Мельников, М.М. Струина и И.C. Микитин (56) Авторское свидетельство СССР

N 404588, кл. В 23 К 20/00, 1972.

Изобретение относится к области создания неразъемных сварных соединений и может быть использовано для изготовления изделий, применяемых в различных отраслях машиностроения с одновременным приданием заготовкам необходимой формы деталей.

Известен способ диффузионной сварки конструкций из листовых титановых сплаoов в режиме сверхпластичности. Два листа, соединяемые внахлестку, помещают между двумя кольцевыми концентрически расположенными оправками. При этом внутрен- няя оправка изготовлена из нержавеющей аустенитной стали, имеющей больший коэффициент термического расширения, чем наружная оправка, изготовленная из нержа- веющей стали ферритного класса.

Внутри одной из опрэвок между ней и титановым листом в месте нахлестки помещают формирующие прокладки. После прилбжения внешнего дэвления листы нагревают до темперэ уры проявления!

Ж 1757822 А1 (54) СПОСОБ СВАРКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ В РЕЖИМЕ СВЕРХПЛАСТИЧНОСТИ (57) Использование: ратзлйчные отрасли машиностроения. Сущйость изобретения: нахлесточные соединетния тнагревают до температуры на 50..;100 С ниже температуры проявления сверхпластичности и деформируют зону соединения по схеме его течения в одном направлении; 2 ил. 1 табл.

l т. сверхпластичности и пройсходит сварка листов.

Недостатками этого способа является низкая проиэводительнотбтьх процесса сварки; быстрый выход из строя оснастки, рост зерна в свариваемых листах, низкое давление (КТЛР) и как следствие, дефекты s зоне (Я соединения — все это значительно снижает свойства сварной конструкции.

Известен способ диффузионной сварки, суть которого состоит в тем, что свариваемые листы помещают в приспособление, нагревают до температуры сверхпластичности (915...955 C),ñâàðèâàþò а нужных местах, а затем в зону контакта сваренных листов в подают инертный газ, и формируют полости. Несмотря на увеличение производительности этого способа, он не исключает недостатки и редыдущего.

Прототипом выбран способ сварки давлением — ударная сварка в вакууме, сущность которого состоит в том, что на локально нагретые в вакууме детали прикладывается

1757822

Механические свойства сварных соединений, полученных по предложенному способу сварки (сплав BT16) одиночный импульс силы со скоростью от 1 до 30 и/с;

Недостатком этого способа является значительная степень деформации зоны соединения, что приводит к необходимости 5 последующей обработки деталей.

Указанные недостатки устраняются предложенным способом изготовления сварных соединений при температуре предварительного нагрева на 50-100 С ниже 10 температуры проявления сверхпластичности и формирования соединения между холодными матрицей и пуансоном, обеспечивающими заданную форму деталей за счет пластического течения в одном направлении. 15

Это осуществляется следующим образом.

Между матрицей и пуансоном помещают в вакуумной камере заготовки свариваемых металлов. собранным внахлест с перекрытием, равным толщине сваривае- 20 мых листов или диаметру прутков, После предварительного локального нагрева зоны соединения до температуры на 50-100ОС ниже температуры проявления сверхпластичности к пуансону прикладывают оди- 25 ночный импульс силы со скоростью от 1 до

30 м/с. Между матрицей и пуансоном пластическая деформация заготовок, увеличивающая температуру в зоне сварки до температуры проявления сверхпластично- 30 сти (на 50...10 С выше температуры предварительного нагрева). Каналы, сделанные в матрице и пуансоне, создают течение металла в одном направлении, что вызывает поворот зоны соединения на 45 и 35 одновременно формирует изделие (фиг. 1), Под действием импульса ударной нагрузки пластическая деформация эоны контакта и образование сварного соединения происходит мгновенное за время 10 с 40

Например, прутки диаметром 10 мм иэ сплава титана соединяли при температуре предварительного нагрева — 900 С и удельной энергии удара — 0,3 КГмlмм в вакууме

10 мм рт.ст, Перед сваркой между матри-5 цей и пуансоном помещали свариваемые внахлест прутки с перекрытием, равным одному диаметру. 8 матрице и пуансоне выполнены каналы в виде полусфер по диаметру свариваемых изделий, а свариваемые заготовки размещают вдоль оси канала.

Для изготовления, например, звена цепи из титана в матрице и пуансоне делают каналы по профилю звена цепи.

Соединяемые полузвенья собирают внахлест между матрице и пуансоном, нагревают до температуры 900 С, а затем импульсом силы деформируют зону соединения и завершают сварку звена цепи (фиг, 2).

Механические испытания сварных соединений, полученных по предложенной технологии, показали высокую прочность и пластичность равную основному металлу (см, таблицу), Сварные изделия, изготовленные rlo технологии предложенного способа, прошли промышленную проверку и показали высокие свойства и работоспособность.

Формула изобретения

Способ сварки металлов давлением в режиме сверхпластичности, при котором на локально нагретые в вакууме детали воздействуют одиночным импульсом давления, приложенным со скоростью 1-30 м/с, о т ли ч а ю шийся тем. что, с целью повышения качества сварного соединения, детали нагревают на 50-100 С ниже температуры проявления сверхпластичности их материала и деформируют по схеме его течения в одном направлении.

1757822