Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ние оксидных и адсорбированных пленок; смятие и срез микро­ выступов при одновременном увеличении в них плотности дислокаций и их упрочнении; вовлечение «срезанных» микро­ выступов в граничную плоскость; образование очагов схваты­ вания н их разрушение. Завершение первой фазы характеризу­ ется прекращением роста МТР вследствие приработки трущихся

поверхностей.

начинается с приложения к заготовкам

В т о р а я ф а з а

усилия нагрева FH. Более высокое удельное давление интенси­

фицирует

процессы

на контактных поверхностях, начатые

в первой

фазе, и способствует интенсивному тепловыделению

в тонких поверхностных слоях. При этом количество выделяю­ щейся энергии в периферийной зоне больше, чем в центральной.

«Срезанные» и упрочненные микровыступы под действием сил трения и внутреннего давления перемещаются в более пла­

стифицированную

зону и движутся по круговой орбите в коль­

цевой площадке,

находящейся

на расстоянии

0,5—0,7

радиуса

от оси заготовки. Завершение

второй

фазы

характеризуется

граничным трением заготовок

через

«срезанные»

микровы­

ступы по кольцевой площадке и временным прекращением ро­

ста Мтр.

Пр(и движении в кольцевой зоне «срезанные» микровыступы контактируют между собой и образуют очаги схватывания с основным металлом. Слияние микровыступов носит спонтан­ ный лавинообразный характер, размеры отдельных «колоний» микровыступов увеличиваются, а их число уменьшается. При числе «колоний» («клиньев») [2] система становится кинемати­ чески неустойчивой и число «клиньев» самопроизвольно восста­ навливается до двух.

При относительном движении деформационно упрочненные «клинья» «пропахивают» более пластичные поверхностные слои и укрупняются, вовлекая в процесс более твердые глубинные слои заготовок. По достижении некоторой критической Вели­ чины «клиньев» происходит разъединение контактирующих по­

верхностей

(эквапланирование).

Т р е т ь я

ф а з а характеризуется отрицательной осадкой и

ростом Мтр. В этой фазе поверхности заготовок контактируют только через «клинья», что хорошо подтверждается наличием на них следов предыдущей механической обработки и «пропа­ ханной» кольцевой площадки.

Дальнейшее взаимодействие заготовок приводит к расшире­ нию кольцевой площадки до (0,5—0,8) г и росту Мтр. Темпе­ ратура на поверхности заготовок (кроме локальных участков на дорожках, «пропаханных клиньями») не превышает 300 °С, что подтверждается темно-синим цветом побежалости на кон­ тактных поверхностях при их разъединении. Увеличение ампли­ туды колебаний МТР относительно среднего значения («дрейф»

Мтр) при приближении к Л1тр обусловлено разрушением и об­ разованием «клиньев».

Ч е т в е р т а я ф а з а начинается с момента достижения Мтр; температура в кольцевой зоне в этот момент достигает (0,6-—0,7) 7’0юах; предел текучести металла в приконтактных объемах свариваемых заготовок заметно снижается, поверхно­ сти соприкасаются, а Мтр снижается. Окончание четвертой фазы характеризуется разрушением «клиньев», что прослежи­ вается на осциллограмме по прекращению «дрейфа» Мтр. За­

вершение стадии нагрева в четвертой

фазе нецелесообразно,

так как «клинья», оставшиеся в зоне

соединения, будут яв­

ляться концентраторами напряжений и способствовать низкой циклической прочности.

П я т а я ф а з а характеризуется заметным уменьшением «дрейфа» МТр и свидетельствует о завершении стадии нагрева. Скорость осадки в этой фазе постоянная.

Ш е с т а я

ф а з а — торможение.

В результате

уменьшения

угловой

скорости сопротивление

сдвигу

возрастает. Темпера­

тура в

зоне контакта

в шестой

фазе несколько

повышается,

а после ее окончания резко снижается.

 

 

полной

С е д ь м а я

ф а з а

(проковка)

начинается после

остановки шпинделя.

Во

время

этой

фазы

формируется

сварное

соединение.

Давление проковки не должно быть

чрезмерным, так как

интенсивное

пластическое

течение ме­

талла

может

разрушить

образовавшееся сварное

соеди­

нение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.1 -3. Технологические возможности

 

 

 

Локализация

выделения теплоты

 

и пластической

деформации

в зоне соединении при СТ обусловливает низкий расход энер­ гий на Процесс образования сварного соединения и позволяет сваривать разнородные металлы, например алюминий — медь, алюминий — сталь, медь — металлокерамика и др.

О г р а н и ч е н и я с п о с о б а СТ с непрерывным приводом: форма одной из заготовок должна приближаться к круговой; масса и длина подвижной заготовки ограничена возможно­ стями конкретной машины; существующие машины СТ не по­ зволяют соединять заготовки с площадью свариваемого сече­

ния > 150 мм.

Экономическая эффективность от внедрения СТ складыва­ ется из несколькяд показателей: высокой производительности; экономии материалов; снижения трудоемкости; высокой раз­ мерной точности сварных изделий; ограниченного числа послесварочных технологических операций; возможности соединения материалов в разных сочетаниях; небольших и быстро окупа­ емых расходов Яа капитальные вложения; низкой энергоем-

костИ и практического отсутствия брака. Данные табл. 14.2 ил-

люстРиРУЮт экономическую эффективность и технологические возможности СТ [8].

14.2. Технология

14.2. J- Свариваемые материалы и требования к конструкции

Данные о свариваемости разных конструкционных материалов

приведены в табл. 14.3 [7].

При проектировании заготовок для СТ необходимо учиты­

вать такие моменты,

как:

возможность

имеющейся

машины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т А Б Л И Ц А

14.3

СВАРИВАЕМОСТЬ

РАЗНЫХ

КОНСТРУКЦИОННЫХ

 

 

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

 

МАТЕРИАЛОВ

ПРИ

СВАРКЕ

 

ТРЕНИЕМ

 

 

1

 

 

 

!

1

 

 

1

 

I 1

1j

4 I

1

I$

 

 

1

 

!

 

ч

1

||

 

 

 

 

 

 

111 1 1

1

 

I

1I11

1

11

 

1

I ||

 

Алюминии. -

1

11

!

 

1I I

$1

1

i 1J

II 1 1II

Алюминиевые сплавы

■■_

1

ГШГi

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

,

 

 

 

 

 

XX

 

 

Латунь

 

 

X

х

 

 

 

 

 

 

 

бронза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оксид кадмия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литейный чугун

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

Керамика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кобальт

 

х

“1

 

 

 

 

 

 

 

 

: 1

 

 

Медь

 

 

 

 

 

 

 

1г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Недноникелевый сплав

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Спеченное мелею

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Инвар

X

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свинец.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагний

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

Магниевые сплавы

 

 

 

 

 

х х

 

 

 

 

 

 

 

iг

 

 

 

 

 

Xх

т г

 

 

 

 

 

X X

х

 

Молибден

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Никель

■

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

монель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т 1

 

 

Никепиевые сплавы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ниноник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

■

1

1

1

 

X

Ниобий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

Ниодйевые сплавы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Серебро

% х 1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Серебряные сплавы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ш

 

Углеродистая ст аль

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

Лееированная сталь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мавтюиттьстареющаясталь 1Г х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нержавеющая сталь

■X

 

 

 

 

 

 

X 1

1 X

 

■

 

 

J-

X£

Тантал

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Торий

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

Титан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X X

 

■

 

 

 

 

 

 

 

х х

 

 

 

 

 

 

■

 

Вольфрам

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сверхтвеарые материалы \с

 

 

 

 

 

 

 

 

%

 

 

(карбид аолыррама)

\■_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■

Уран

ГГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

X

ванадий

 

 

_L_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Циркониевые сплавы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание: Щ

качественные

соединения;

 

ЕЭ

некачест венные

 

соединения ;

 

□

данные

от сут ст вуют ;

 

Н

с ? небозм о/кна.

 

 

 

 

точность

т а б л и ц а

14.4

с т ,

свариваемость

материа-

по соосности и длине

JJQU

заготовок;

закрепление

ДЕТАЛЕЙ.

Т Ю Ю Ч А Ы Ы Х СВАРКОЙ

з а г о т о в ()К

„ с в а р ОЧНОй

МЗШИ-

 

 

 

 

 

не;

стоимость

подготовки за­

Диапазоны размеров свариваемых деталей, мм

 

 

 

 

готовок к сварке и последую­

 

Группа

Смещение осей, мм

Допуск на длину, мм

щей

послесварочной обработ­

 

ки

изделия;

автоматическое

 

точности

 

 

достижение требуемой соосно­

 

 

сти

и угловой

ориентации за­

 

 

 

 

 

До 20

Обычная

0,2

±0,4

готовок;

создание

в ответст­

венных

случаях

равных усло­

20—50

Повышенная

0,1

±0,2

вий

пластической

деформа­

Обычная

0,4

±0,6

 

Повышенная

0,2

±0,3

ции

и

симметричного

темпе­

50—100

 

Обычная

0,5

±1,0

ратурного

поля. Типы

соеди­

 

Повышенная

0,3

±0,5

нений и варианты подготовки

П р и м е ч а н и е . Пределы точности

заготовок на примере изделий

автомобилестроения

приведе­

приведены

 

для сварки

цилиндрических

эталонных

деталей.

 

 

ны в работах [4, 5].

припусков

—---------------------------------------

При

назначении

 

 

 

 

 

на длину

и

диаметр

загото­

вок следует руководствоваться данными, приведенными в табл. 14.4 [4].

Для обеспечения соосности заготовок непременным усло­ вием является их надежное закрепление в зажимных устрой-

Рис. 14.8. Определение длины вылета

заготовок из зажимных устройств:

л —Л -(0 ,3 + 1 .5)*; б - Л

, -(0.3-*- 1,5)*,;

Л,-<0,3ч- 1,5)*,; а —Л - ( 2 + 4)3;

* — * ,-< 2 + 4 )3 ; Ла-(0 .3 +

1,5)*

 

Источник: https://studfile.net/preview/19992768/