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)* |
|