способ сварки давлением разнородных металлов на воздухе

Формула изобретения

Способ сварки давлением разнородных металлов на воздухе, включающий механическую обработку торцов заготовок деталей, их покрытие углеводородным соединением, соединение между собой обработанными торцами, сжатие соединенных деталей и нагрев зоны стыка токами высокой частоты, отличающийся тем, что усилие сжатия в процессе сварки не поддерживают, зону стыка нагревают петлевым индуктором до температуры сварки, после чего нагрев отключают на 1-2 с и подают дополнительный импульс нагрева до температуры сварки - 0,8-0,9 температуры плавления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сварки давлением и может быть применимо в машиностроении, станкостроении, автомобилестроении, в том числе при изготовлении концевого режущего инструмента.

Известен способ сварки с импульсным нагревом, при котором свариваемые заготовки сжимают, нагревают и затем, не снимая нагрева, воздействуют на них импульсами дополнительного давления (патент США №3567903, кл. 149-219, 1971 год).

Недостатком способа является то, что в этом случае образуется значительное утолщение (грат) в зоне стыка и не происходит равномерного распределения температуры по сечению сварного стыка. Механические характеристики сварного соединения периферии детали и центра будут отличаться.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ (а.с. №646537, В 23 К 19/00), при котором свариваемые детали сжимают определенным усилием, нагревают и воздействуют на них импульсами дополнительного давления, а в паузах между импульсами дополнительного давления производят нагрев.

Данный способ имеет в месте стыка утолщение (грат), и механические характеристики сварного соединения не стабильны от периферии к центру детали.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение качества соединения по всей площади стыка и ликвидация грата.

Поставленная задача достигается тем, что при способе сварки давлением разнородных металлов на воздухе, включающем механическую обработку торцов заготовок деталей, их покрытие углеводородным соединением, соединение между собой обработанными торцами, сжатие соединенных деталей и нагрев зоны стыка токами высокой частоты, в котором усилие сжатия в процессе сварки не поддерживают, зону стыка нагревают петлевым индуктором до температуры сварки, после чего нагрев отключают на 1-2 секунды и подают дополнительный импульс нагрева до температуры сварки, равной 0,8-0,9 температуры плавления.

Количество дополнительных импульсов нагрева зависит от диаметра свариваемых деталей. В процессе основного нагрева деталей до температуры сварки происходит смятие микронеровностей и сближение свариваемых поверхностей, развиваются диффузионные процессы. При дополнительных импульсах нагрева происходит выравнивание температуры по плоскости стыка, увеличение площади активных центров и интенсификация диффузионных процессов. В конце процесса сварки механические характеристики сварного соединения по всему сечению одинаковы и равны основному металлу.

Пример: сваривались заготовки фрез диаметром 20 мм. Режущая часть - сталь Р9 К5, хвостовая сталь 40Х. Перед сваркой соединяемые поверхности зачищали сухим шлифованием и покрывали защитным слоем углеводородного соединения, что предотвращало их окисление. Детали собирались и сжимались с усилием Р=4 кгс/мм². Нагрев зоны стыка производился петлевым индуктором от высококачественного генератора. Защитное покрытие при нагреве разлагалось без твердых остатков, а образующие при этом газы защищали зону сварки от окисления. Давление в процессе сварки не поддерживалось. При достижении температуры 1200°С генератор отключался, а затем производился нагрев двумя дополнительными импульсами. Время паузы - 2 сек, время импульса - 3 сек. Сваренные детали отправляли на отжиг. Механические характеристики соединения одинаковы по сечению детали - прочность равна прочности стали 40Х, а пластические свойства выше, чем у стали Р9 К5. Пластическая деформация не превышает 4%. Длительность образования соединения составляла 25 сек.