[go: up one dir, main page]

SU1087289A1 - Method of welding by friction - Google Patents

Method of welding by friction Download PDF

Info

Publication number
SU1087289A1
SU1087289A1 SU823518988A SU3518988A SU1087289A1 SU 1087289 A1 SU1087289 A1 SU 1087289A1 SU 823518988 A SU823518988 A SU 823518988A SU 3518988 A SU3518988 A SU 3518988A SU 1087289 A1 SU1087289 A1 SU 1087289A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
parts
heating
welded
relative rotation
rotation
Prior art date
Application number
SU823518988A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Сергеевич Николашин
Владислав Александрович Судник
Виктор Васильевич Бучинский
Александр Гаврилович Лапотько
Владимир Петрович Дуликов
Original Assignee
Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт filed Critical Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority to SU823518988A priority Critical patent/SU1087289A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1087289A1 publication Critical patent/SU1087289A1/en

Links

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, преимущественно композиционных сплавов. включающий относительное вращение деталей с их сжатием, дополнительный нагрев свариваемых торцов путем пропускани  через них электрического тока и проковку с сохранением величины усили  сжати  после прекращени  вращени , отличающийс  тем, что, с целью повьшени  качества сварного соединени  путем снижени  температуры нагрева в стыке, относительное вращение деталей производ т со скоростью 0,2-0,5 м/с, а дополнительный нагрев производ т до температуры рекристаллизации сплава и осуществл ют его на стадии проковки, длительность которой принимают равной 30-60 с.METHOD OF WELDING THERMAL, mainly composite alloys. including relative rotation of parts with their compression, additional heating of the ends to be welded by passing electric current through them and forging while maintaining the amount of compressive force after rotation ceases, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joint by reducing the heating temperature at the joint, the relative rotation of parts produced at a speed of 0.2-0.5 m / s, and the additional heating is carried out up to the alloy recrystallization temperature and is carried out at the forging stage, the duration of which oh taken equal to 30-60.

Description

1 Изобретение относитс  к способам сварки трением с применением дополнительного нагрева, преимущественно композиционных сплавов, и может быть использовано дл  сварки деталей, отрос щихс  к машиностроению. Дл  некоторых сплавов, например металлокерамических, дисперсионнотвердеющих и др., нагрев до высоких температур недопустим, так как это приводит к резкому падению механических свойств материала и особенно характеристик пластичности. При свар ке трением обычным способом температура нагрева зоны стыка близка к температуре плавлени  сплава, а в случае сварки металлокерамических сплавов превьшает температуру плавлени  фазы-св зки. Поэтому сварка трением таких сплавов промышлеиньм способом на серийном оборудовании невозможна из-за низкого качества сварного шва. Известен способ сварки трением, при котором с устранени  пере грева зоны шва, скорость относитель ного скольжени  в процессе сварки снижают, что достигаетс  тем, что одну из прижатых друг к другу заготовок вращают с пониженной скорость а второй заготовке сообщают вращени в противоположную сторону, отключа  ее от привода вращени  в момент соприкосновени  с первой заготовкой и останавлива  в фиксированном положе нии за счет тренИ  в стыке, при этом вращение первой заготовки продолжают до конца процесса 1j . Недостатком способа  вл етс  то, что снижение температуры в зоне стыка более, чем на 100-150 С, приводит к охрупчиванию сварного соединени . Это происходит за счет незавершенности рекристаллизационны и диффузионных процессов на стадии вьщержки после прекращени  вращени  Известен способ сварки трением,, преимущественно композиционных спла вов, включающий относительное враще ние деталей с их сжатием, дополнительный нагрев свариваемых торцов путем пропускани  через них электри ческого тока и проковку с сохранени величины усили  сжати  после прекра щени  вращени  2 , Недостатком известного способа  вл етс  низкое качество сварного шва из сплавов, недопускающих пере9 грева, например композиционных, так как при этом способе не исключаетс  перегрев зоны шва, а увеличиваетс  в результате одновременного действи  пр мого и дополнительного нагревов . Целью изобретени   вл етс  повышейие качества сварного соединени  из сплавов, недопускающих перегрева, например композиционных путем снижени  температуры нагрева в зоне стыка в процессе сварки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу сварки трением, включающему относительное вращение деталей с. их сжатием, дополнительный нагрев свариваемых торцов путем пропускани  через них электрического тока и проковку с сохранением величины усили  сжати  после прекращени  вращени , относительное вращение деталей производ т со скоростью 0,2-0,5 м/с, а дополнительный нагрев производ т до температуры рекристаллизации сплава и осуществл ют его на стадии проковки, длительность которой принимают равной 30-60 с. На чертеже представлена циклогрш«1а способа. Детали привод т в относительное вращение со скоростью 0,2-0,5 м/с. Низка  скорость относительного вращени  приводит к снижению температуры в зоне стыка. Скорость вьш1е 0,5 м/с недопустима, так как приводит к перегреву зоны стыка, скорость ниже 0,2 м/с нецелесообразна, так как отсутствует стабильное схватывание по всей площади контакта. В момент прекращени  вращени  деталей происходит их схватывание. На этой стадии сварного соединени  еще не получено, так как именицеес  соединение не обладает технологическими свойствами: оно хрупкое и может разрушатьс  при сн тии осевого усили . Отсутствие механических свойств соединени  на этой стадии объ сн етс  тем, что низка  температура в стыке в сочетании с малым временем ее воздействи  на стадии вьщержки не привод т к развитию процессов диффузии. В результате этого между микроучастками схватывани  имеютс  многочисленные участки микронепроваров, при сн тии осевого усили  они превращаютс  в поры и трещины. Поэтому после прекращени  вращени , не снима  осевого усили  сжати , производ т нагрев зоны сварки. Нагрев сжатого соединени  до температуры рекристаллизации сплава приводит к развитию релаксационных процессов: рекристаллизации взаимной диффузии и т.д. Ниже температуры рекристаллизации нагрев производить нецелесообразно, так как в этом случае релаксационные процесс слабо развиты. В результате этих процессов происходит залечивание микронепроваров. Таким образом, нагрев совместно с сжатием деталей приводит к их дова риванию и формированию технологически свойств сварного соединени . Трение обеспечивает зачистку и активацию поверхностей, а схватывание их приводит к закрытию контакта, поэтому дополнительный нагрев зоны сварки на воздухе не приводит к окислению сплава внутри свариваемого стыка. Пример. Провод т сварку деталей диаметром 25 мм из металлокерамического сплава ВНЖ-90 (температура плавлени  фазы-св зки 1430 С на токарном полуавтомате Финал-150 который имеет заднкио бабку с гидравлическим приводом. Нагрев осуществл ют трансформатором от рельефной ма (ШИНЫ МРП-350 на I ступени нагрева. Йепосредственно перед установкой де талей в станок торцы, подлежащие сварке, протачивают. Температуру нагрева контрсшируют шлейфовым осциллографом Н-«115 с помощью платино-платинородиевых термопар , зачеканенных в центре неподвижной детали. Одна из деталей устанавливаетс  в шпиндель, друга  - в заднюю бабку. К детали, установленной в задней бабке, креп т медный токопровод . На другую деталь токопровод устанавливают с зазором с целью ее свободного вращени . Рассто ние между токоподводами составл ет 35 мм, стык располагаетс  посередине. Шпиндель приводитс  во вращение, детали сжимаютс  осевым усилием. Происходит нагрев торцов за счет трени . Затем шпиндель резко тормозитс , зажимаетс  токоподвод и включаетс  трансформатор. По истечении некоторого времени трансформатор выключаетс  и осевое усилие снимаетс . Полученное .сварное соединение снимают со станка. Механические свойства полученных образцов испытывают раст жением на машину МУ-50. Предлагаемый способ сварки трением , устран   перегрев зоны шва, позвол ет получить сварное соединение, пластичность которого примерно в 9 раз превьш1ает пластичность соединени , полученного способом сварки трением с дополнительным нагревом во врем  вращени .1 The invention relates to methods of friction welding using additional heating, mainly composite alloys, and can be used for welding parts that grow into mechanical engineering. For some alloys, such as metal-ceramic, dispersion-hardening, etc., heating to high temperatures is unacceptable, as this leads to a sharp drop in the mechanical properties of the material and especially the characteristics of ductility. When friction welding in the usual way, the heating temperature of the joint zone is close to the melting temperature of the alloy, and in the case of welding of cermet alloys it exceeds the melting temperature of the phase-binder. Therefore, friction welding of such alloys by industrial method on serial equipment is impossible because of the poor quality of the weld. A known method of friction welding, in which, by eliminating overheating of the weld zone, the relative slip speed during the welding process is reduced, which is achieved by rotating one of the workpieces pressed against each other at a reduced speed and the second workpiece is rotated in the opposite direction. from the rotational drive at the moment of contact with the first workpiece and stopping in a fixed position due to the tread in the junction, while the rotation of the first workpiece is continued until the end of the process 1j. The disadvantage of this method is that lowering the temperature in the joint zone by more than 100-150 ° C leads to embrittlement of the welded joint. This is due to the incompleteness of recrystallization and diffusion processes at the holding stage after rotation ceases. There is a known method of friction welding, predominantly composite alloys, including the relative rotation of parts with their compression, additional heating of the welded ends by passing electric current through them and forging with preservation the magnitude of the compressive force after the termination of rotation 2; The disadvantage of the known method is the low quality of the weld of alloys that do not allow overheating, For example the composite, since in this way no overheating of the weld zone is avoided, as increased by the simultaneous action of the forward and additional heatings. The aim of the invention is to improve the quality of a welded joint made of alloys that do not allow overheating, for example composite, by lowering the heating temperature in the joint zone during the welding process. The goal is achieved by the fact that according to the method of friction welding, which includes the relative rotation of parts. by compressing them, additional heating of the welded ends by passing an electric current through them and forging with preservation of the amount of compressive force after the termination of rotation, the relative rotation of the parts is performed at a speed of 0.2-0.5 m / s, and additional heating is performed to the recrystallization temperature alloy and carry it out at the forging stage, the duration of which is assumed to be 30-60 s. The drawing shows cyclose "1A method. Parts are driven into relative rotation at a speed of 0.2-0.5 m / s. A low relative rotation rate leads to a decrease in temperature in the joint zone. A speed of more than 0.5 m / s is unacceptable, since it leads to overheating of the joint zone, a speed below 0.2 m / s is impractical, since there is no stable setting over the entire contact area. At the time of the termination of the rotation of the parts they set. At this stage, the welded joint has not yet been obtained, because the joints have no technological properties: it is brittle and may break when the axial force is removed. The lack of mechanical properties of the compound at this stage is due to the fact that the low temperature at the junction in combination with the short time it affects the transfer stages does not lead to the development of diffusion processes. As a result, between the micro-sites of the setting, there are numerous areas of microcamera, with the removal of the axial force, they turn into pores and cracks. Therefore, after the termination of rotation, not removing the axial compression force, the welding zone is heated. Heating the compressed compound to the temperature of the alloy recrystallization leads to the development of relaxation processes: recrystallization of mutual diffusion, etc. It is impractical to produce heating below the recrystallization temperature, since in this case the relaxation process is poorly developed. As a result of these processes, the microheatings are healed. Thus, heating, together with the compression of parts, leads to their conformation and the formation of the technological properties of the welded joint. Friction provides cleaning and activation of surfaces, and setting them leads to closing of the contact, therefore additional heating of the welding zone in air does not lead to oxidation of the alloy inside the welded joint. Example. Welding parts with a diameter of 25 mm from a metal-ceramic alloy VNZH-90 (melting temperature of the 1430 C bond phase on a semi-automatic lathe Finale-150 which has a hydraulic tail drive stock. The heating is carried out using a transformer from a relief machine (BUSES MRP-350 at I heating steps. Immediately before installing the parts into the machine, the ends to be welded are machined. The heating temperature is countered with an H-115 loop oscilloscope using platinum-platinum-rh thermocouples, stabbed in the center of the stationary part. The pieces are placed in the spindle, the other in the tailstock. A copper conductor is attached to the part installed in the tailstock. The conductor is installed on the other part with a gap in order to allow it to rotate freely. The distance between the current leads is 35 mm, the junction is in the middle. The spindle is driven into rotation, the parts are compressed by axial force. The ends are heated by friction. Then the spindle slows down sharply, the current lead is clamped and the transformer is turned on. After some time, the transformer turns off and the axial force is removed. The resulting welded connection is removed from the machine. The mechanical properties of the obtained samples are stretched to an MU-50 machine. The proposed method of friction welding, eliminating overheating of the weld zone, makes it possible to obtain a welded joint, the ductility of which approximately 9 times exceeds the ductility of the joint obtained by the friction welding method with additional heating during rotation.

Claims (1)

СПОСОБ СВАРКИ ТРЕНИЕМ, преимущественно композиционных сплавов, включающий относительное вращение деталей с их сжатием, дополнительный нагрев свариваемых торцов путем пропускания (через них электрического тока и проковку с сохранением величины усилия сжатия после прекращения вращения, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества сварного соединения путем снижения температуры нагрева в стыке, относительное вращение деталей производят со скоростью 0,2-0,5 м/с, а дополнительный нагрев производят до температуры рекристаллизации сплава и осуществляют его на стадии проковки, длительность которой принимают равной 30-60 с.· . 1087289METHOD FOR FRICTION WELDING, mainly of composite alloys, including relative rotation of parts with their compression, additional heating of the ends to be welded by passing (through them an electric current and forging while maintaining the magnitude of the compression force after stopping rotation, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joint by lowering the heating temperature at the junction, the relative rotation of the parts is carried out at a speed of 0.2-0.5 m / s, and the alloy is additionally heated to the recrystallization temperature and carry it to the forging step, which is taken equal to the duration of 30-60 sec. ·. 1,087,289
SU823518988A 1982-09-23 1982-09-23 Method of welding by friction SU1087289A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823518988A SU1087289A1 (en) 1982-09-23 1982-09-23 Method of welding by friction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823518988A SU1087289A1 (en) 1982-09-23 1982-09-23 Method of welding by friction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1087289A1 true SU1087289A1 (en) 1984-04-23

Family

ID=21038237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823518988A SU1087289A1 (en) 1982-09-23 1982-09-23 Method of welding by friction

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1087289A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2313432C2 (en) * 2005-12-19 2007-12-27 Владимир Эдуардович Столберов Combination friction welding method and apparatus for performing the same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР 503677, кл. В 23 К 20/12, 1973. 2. Патент Швейцарии № 458568, кл. 21 h 29/10, 1968 (прототип), *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2313432C2 (en) * 2005-12-19 2007-12-27 Владимир Эдуардович Столберов Combination friction welding method and apparatus for performing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101049784B1 (en) Friction welding method and friction welding device
EP0445035B1 (en) Friction welding method
US3853258A (en) Flash removal apparatus for a friction welding operation
US2998646A (en) Method of joining metal by high pressure controlled temperature diffusion welding
Yilbas et al. Investigation into the properties of friction-welded aluminium bars
SU1087289A1 (en) Method of welding by friction
US3472996A (en) Welding process and apparatus
US3662941A (en) Apparatus for removing a weld upset
JPH09300075A (en) Welding method for aluminum metal and its welding equipment
EP0059544A1 (en) Friction welding
US6169268B1 (en) Method and apparatus for forming the ends of metallic tubes
CN112317947A (en) Continuous driving friction welding method for aluminum bar and steel bar with outer conical end face
JP3101765B2 (en) Bar end material automatic welding method
GB2091153A (en) Friction welding of workpieces of differing metals
US3234642A (en) Friction welding
JP3126877B2 (en) Brazing joint structure, brazing device and brazing method
CN119282357A (en) A friction welding method for dissimilar metals with large melting point difference
SU1754365A1 (en) Method of pressure welding
RU2091199C1 (en) Method of manufacture of bimetallic cylinder blocks for hydraulic machines
SU1357169A1 (en) Method of friction welding of heterogeneous materials
SU1217896A1 (en) Method of machining weld joints of steel strips
KR200205249Y1 (en) Welded Surface Processing Equipment
JPH11320129A (en) How to join the tip to the shaft end of the engine valve
CN119194040B (en) A method for improving the strength and radial uniformity of high-temperature alloy inertia friction welding joints
US2513263A (en) Combination machine tool and surface-hardening apparatus and method