Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента

Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента

Описаны особенности прессовой сварки деталей автомобильного сортамента, включающих компактные полые детали рулевой тяги, амортизатора и реактивной штанги. Представлены результаты металлографических исследований и оценки механических испытаний, свидетельствующих о высоком качестве сварных соединени...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Автоматическая сварка
Datum:2010
Hauptverfasser: Кучук-Яценко, С.И., Качинский, В.С., Игнатенко, В.Ю., Гончаренко, Е.И., Коваль, М.П.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2010
Schlagworte:
Производственный раздел
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101708
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента / С.И. Кучук-Яценко, В.С. Качинский, В.Ю. Игнатенко, Е.И. Гончаренко, М.П. Коваль // Автоматическая сварка. — 2010. — № 6 (686). — С. 33-37. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101708
record_format dspace
spelling Кучук-Яценко, С.И.
Качинский, В.С.
Игнатенко, В.Ю.
Гончаренко, Е.И.
Коваль, М.П.
2016-06-06T18:33:37Z
2016-06-06T18:33:37Z
2010
Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента / С.И. Кучук-Яценко, В.С. Качинский, В.Ю. Игнатенко, Е.И. Гончаренко, М.П. Коваль // Автоматическая сварка. — 2010. — № 6 (686). — С. 33-37. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
0005-111X
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101708
621.791.4.01
Описаны особенности прессовой сварки деталей автомобильного сортамента, включающих компактные полые детали рулевой тяги, амортизатора и реактивной штанги. Представлены результаты металлографических исследований и оценки механических испытаний, свидетельствующих о высоком качестве сварных соединений.
Features of pressure welding of parts of automotive product range including compact hollow parts of steering rod, shock absorber and torque arm, are described. Results of metallographic examination and evaluation of mechanical tests are presented, which are indicative of the high quality of welded joints.
ru
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
Автоматическая сварка
Производственный раздел
Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента
Magnetically-impelled arc butt welding of parts of automobile assortment
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента
spellingShingle Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента
Кучук-Яценко, С.И.
Качинский, В.С.
Игнатенко, В.Ю.
Гончаренко, Е.И.
Коваль, М.П.
Производственный раздел
title_short Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента
title_full Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента
title_fullStr Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента
title_full_unstemmed Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента
title_sort прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента
author Кучук-Яценко, С.И.
Качинский, В.С.
Игнатенко, В.Ю.
Гончаренко, Е.И.
Коваль, М.П.
author_facet Кучук-Яценко, С.И.
Качинский, В.С.
Игнатенко, В.Ю.
Гончаренко, Е.И.
Коваль, М.П.
topic Производственный раздел
topic_facet Производственный раздел
publishDate 2010
language Russian
container_title Автоматическая сварка
publisher Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
format Article
title_alt Magnetically-impelled arc butt welding of parts of automobile assortment
description Описаны особенности прессовой сварки деталей автомобильного сортамента, включающих компактные полые детали рулевой тяги, амортизатора и реактивной штанги. Представлены результаты металлографических исследований и оценки механических испытаний, свидетельствующих о высоком качестве сварных соединений. Features of pressure welding of parts of automotive product range including compact hollow parts of steering rod, shock absorber and torque arm, are described. Results of metallographic examination and evaluation of mechanical tests are presented, which are indicative of the high quality of welded joints.
issn 0005-111X
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101708
citation_txt Прессовая сварка магнитоуправляемой дугой деталей автомобильного сортамента / С.И. Кучук-Яценко, В.С. Качинский, В.Ю. Игнатенко, Е.И. Гончаренко, М.П. Коваль // Автоматическая сварка. — 2010. — № 6 (686). — С. 33-37. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT kučukâcenkosi pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoidetaleiavtomobilʹnogosortamenta
AT kačinskiivs pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoidetaleiavtomobilʹnogosortamenta
AT ignatenkovû pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoidetaleiavtomobilʹnogosortamenta
AT gončarenkoei pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoidetaleiavtomobilʹnogosortamenta
AT kovalʹmp pressovaâsvarkamagnitoupravlâemoidugoidetaleiavtomobilʹnogosortamenta
AT kučukâcenkosi magneticallyimpelledarcbuttweldingofpartsofautomobileassortment
AT kačinskiivs magneticallyimpelledarcbuttweldingofpartsofautomobileassortment
AT ignatenkovû magneticallyimpelledarcbuttweldingofpartsofautomobileassortment
AT gončarenkoei magneticallyimpelledarcbuttweldingofpartsofautomobileassortment
AT kovalʹmp magneticallyimpelledarcbuttweldingofpartsofautomobileassortment
first_indexed 2025-11-26T02:05:49Z
last_indexed 2025-11-26T02:05:49Z
_version_ 1850607521004257280
fulltext УДК 621.791.4.01 ПРЕССОВАЯ СВАРКА МАГНИТОУПРАВЛЯЕМОЙ ДУГОЙ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБИЛЬНОГО СОРТАМЕНТА Академик НАН Украины С. И. КУЧУК-ЯЦЕНКО, В. С. КАЧИНСКИЙ, канд. техн. наук, В. Ю. ИГНАТЕНКО, Е. И. ГОНЧАРЕНКО, М. П. КОВАЛЬ, инженеры (Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины) Описаны особенности прессовой сварки деталей автомобильного сортамента, включающих компактные полые детали рулевой тяги, амортизатора и реактивной штанги. Представлены результаты металлографических исследований и оценки механических испытаний, свидетельствующих о высоком качестве сварных соединений. К л ю ч е в ы е с л о в а : прессовая сварка, магнитоуправляе- мая дуга, автомобильные детали, формирование соедине- ния, технология сварки На автомобильных заводах большое распростра- нение получают высокопроизводительные и энер- госберегающие процессы сварки, обеспечиваю- щие хорошее качество изготавливаемых деталей, а также позволяющие достичь более высокую про- изводительность труда. В ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины раз- работана технология и оборудование (сварочные установки МД102 и МД105) для прессовой сварки магнитоуправляемой дугой (ПСМД), которые ши- роко используются в автомобильной промышлен- ности Украины. С 1994 г. на ЗАО «Краснодонский завод «Автоагрегат» изготавливают пневматичес- кие пружины и амортизаторы (рис. 1), сваренные ПСМД [1–3]. За это время было выполнено более 4 млн сварных соединений. На основании имеющегося многолетнего опы- та ПСМД следует отметить следующие основные преимущества этой технологии: высокая произ- водительность в условиях массового производс- тва; небольшое время сварки по сравнению с дру- гими процессами; минимальный расход ма- териала деталей на нагрев и осадку; герме- тичность сварных соединений; отсутствие сварочных материалов и защитного газа; вы- сокие прочностные свойства сварного сое- динения на уровне показателей основного металла. В последние годы в ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины разработана технология ПСМД но- вого поколения деталей автомобильной промыш- ленности. Целью исследований была разработка относительно недорогого, высокопроизводитель- ного процесса ПСМД применительно к производ- ству автомобильных деталей в условиях массо- вого производства. Исследована свариваемость компактных по- лых автомобильных деталей рулевой тяги диа- метром 22 2,2 мм, амортизатора диаметром 40 2,2 мм и реактивной штанги диаметром 34 6 мм. Основными требованиями, предъявляе- мыми к работе, является обеспечение высокоп- роизводительного процесса сварки для примене- ния в массовом автомобильном производстве с гарантированными механическими свойствами сварного соединения на уровне показателей ос- новного металла деталей. Работу выполняли на сварочных установках МД101 и МД1 (рис. 2), технические характерис- тики которых представлены в табл. 1 (произво- дительность сварки 60 стыков/ч), а химический состав деталей — в табл. 2. © С. И. Кучук-Яценко, В. С. Качинский, В. Ю. Игнатенко, Е. И. Гончаренко, М. П. Коваль, 2010 Рис. 1. Деталь пневматической пружины диаметром 19 1,7 мм (а) и амортизатора диаметром 53 1,8 мм (б) Т а б л и ц а 1. Технические характеристики машин для сварки труб Установка Диаметр труб, мм Толщина стенки, мм Усилие осадки, кН Потребляемая мощность, кВ⋅А Масса, кг MД101 10...51 1...4 40 30 230 МД1 18...61 1...6 60 45 190 6/2010 33 Основные технологические параметры сварки деталей рулевой тяги, амортизатора и реактивной штанги представлены в табл. 3. Проведены механические испытания сварных соединений по методикам, принятым на автомо- бильных заводах. Они предусматривают натурные испытания на разрыв, а также на локальный изгиб сегментов кольцевых соединений. Металлографические исследования сварных соединений деталей рулевой тяги и амортизатора проводили на приборе М400 фирмы «LECO» с нагрузкой 1 Н и шагом 100 мкм. Для выявления микроструктуры сварного соединения использо- вали химическое травление 4 % спиртовым раствором азотной кислоты. Рулевые тяги. Деталь рулевой тяги представляет собой трубу длиной 300 мм, с обеих сторон ко- торой приваривают полые детали тяги с резьбой длиной 60 мм. В результате исследований разрабо- тана опытная технология прессо- вой сварки трубы с полыми тягами. На рис. 3 показано сварное соединение, выполненное ПСМД. Сварные соединения были испытаны на раз- рыв и изгиб. Усилие разрыва составило 12900 кг, разрушение произошло по основному металлу трубы на расстоянии 140 мм от стыка, что сви- детельствует о высокой механической прочности соединения. Испытания на изгиб свидетельствуют о высоких пластических свойствах соединения. Из сварных соединений детали рулевой тяги были изготовлены макрошлифы (рис. 4). Ширина ЗТВ составила 2,2…2,4 мм. Сварное соединение Т а б л и ц а 2. Химический состав автомобильных деталей, мас. % Деталь C Si Mn S P Cr Ni Cu Рулевая тяга диаметром 22 2,2 мм: труба 0,194 0,174 1,01 0,004 0,015 0,05 0,04 ≤0,02 деталь левой тяги 0,175 0,107 0,91 0,004 0,012 0,17 0,07 0.12 деталь правой тяги 0,170 0,080 0,90 0,004 0,011 0,17 0,07 0,22 Амортизатор диаметром 40 2,2 мм: труба 0,146 0,152 1,23 0,004 0,012 0,05 0,04 ≤0,02 втулка 0,136 0,162 0,56 0,018 0,011 0,07 0,08 0,08 Реактивная штанга диаметром 34 6,2 мм: труба 0,18 0,22 0,55 0,010 0,015 0,02 0,01 — головка 0,32 0,20 0,55 0,008 0,006 0,05 0,05 W = 0,1 Т а б л и ц а 3. Основные технологические параметры сварки деталей Деталь Диаметр, мм Время сварки, с Усилие осадки, кН Укорочение детали, мм Потребляе- мая мощ- ность, кВт Рулевая тяга 22 2,2 3,7 21 2,1...2,3 6,1 Амортизатор 40 2,2 4,8 31 3,7...3,9 6,7 Реактивная штанга 34 6,2 13,2 40 7...7,5 7,2 Рис. 2. Установка МД101 (а) и рабочий момент установки МД101 (б) 34 6/2010 не требует выполнения дополнительных операций после окончания процесса сварки и удаления гра- та. Метод ПСМД при необходимости позволяет получать высоту усиления шва до 0,5 мм. Измерение распределения твердости металла в зоне сварного соединения рулевой тяги прово- дили в направлении из трубы в деталь тяги (рис. 5). Проведенные металлографические ис- следования сварного соединения детали рулевой тяги показали следующие результаты. Ферритная обезуглероженная полоса на линии сварного соединения отсутствует (рис. 6). Твер- дость металла на линии соединения HV 2640…2970 МПа. В зоне соединения дефектов не обнаружено. Структура участка перегрева металла ЗТВ тру- бы представляет собой смесь перлита, бейнита (HV 3060…3110 МПа) и небольшое количество феррита (HV 2540…2610 МПа) (рис. 6). Ширина участка перегрева составляет 550…600 мкм. Далее структура измельчается, уменьшается ко- личество бейнита, увеличивается количество пер- литной составляющей. Общая ширина ЗТВ сос- тавляет 2200 мм. Структура основного металла трубы мелкозер- нистая (балл 9-10 по ГОСТ 5639–82), ферритная и перлитная (HV 2020 и 2120…2370 МПа соот- ветственно) с явно выраженной текстурой про- ката. Структура участка перегрева металла ЗТВ де- тали тяги бейнитно-ферритная (HV 2710…3210 МПа), ширина участка перегрева 700 мкм. Струк- тура основного металла детали тяги бейнитно- ферритная с твердостью HV 2790…3090 МПа. Амортизаторы. Деталь представляет собой трубу длиной 300 мм, внутренняя поверхность ко- торой покрыта хромом толщиной 0,02 мм, к трубе с одной стороны приваривают полый хвостовик с резьбой длиной 60 мм. На рис. 7 показано свар- ное соединение, выполненное ПСМД. Механические испытания на растяжение и из- гиб показали, что прочность соединения находит- ся на уровне показателей основного металла де- тали хвостовика. Сила растяжения до разрыва сос- тавила 122 кН. Испытания на изгиб показали вы- сокие пластические свойства сварного соедине- ния. Механические испытания сварных соединений реактивной штанги и амортизатора на растяжение Рис. 4. Макрошлиф ( 1) сварного соединения левой рулевой тяги Рис. 5. Распределение твердости металла в зоне сварного соединения рулевой тяги Рис. 6. Микроструктура ( 250) сварного соединения «де- таль–труба» (рулевая тяга) Рис. 7. Сварное соединение автомобильной детали амортиза- тора Рис. 3. Автомобильная деталь рулевой тяги диаметром 22 2,2 мм после сварки (а) и после испытаний на разрыв (б) 6/2010 35 и изгиб свидетельствуют о равнопрочности и вы- сокой пластичности соединений, соответству- ющих показателям основного металла деталей. Испытания на изгиб являются жесткими для та- кого типа соединений. Проведенные натурные ме- ханические испытания на изгиб и разрыв деталей рулевой тяги и амортизатора показали, что плас- тические свойства сварного соединения находятся на уровне свойств основного металла. В результате выполненных исследований раз- работана опытная технология ПСМД детали амор- тизатора. Из сварного соединения амортизатора изгото- вили макрошлиф (рис. 8). Ширина ЗТВ составила 2,2…2,4 мм. Сварное соединение не требует вы- полнения дополнительных механических опера- ций после окончания процесса сварки. Металлографические исследования сварного соединения деталей амортизатора диаметром 40 2,2 мм показали следующие результаты. Из- мерение распределения твердости металла в зоне сварного соединения проводили в направлении из трубы в деталь (рис. 9). Ферритная обезуглеро- женная полоска на линии сварного соединения трубы и хвостовика отсутствует (рис. 10). Твер- дость металла на линии соединения HV 2700…2850 МПа. В зоне соединения дефекты не выявлены. Структура участка перегрева металла ЗТВ тру- бы состоит из перлита (HV 2570…2650 МПа), бей- нита (HV 3030…3210 МПа) и небольшого коли- чества феррита. Ширина участка перегрева 500 мкм. Основной металл трубы имеет ферритно-пер- литную структуру с выраженной текстурой про- ката HV 2210…2320 МПа. Структура участка перегрева металла ЗТВ де- тали хвостовика представляет собой смесь фер- рита с HV 2190…2210 МПа и перлита с HV 2340…2390 МПа. В структуре наблюдается фер- рит различных морфологических форм. Ширина участка перегрева составляет 500 мкм, протяжен- ность ЗТВ 1200 мкм. Структура основного металла детали хвосто- вика ферритно-перлитная (HV 1990…2210 МПа) со значительным преобладанием ферритной сос- тавляющей. В результате исследований определено, что в сварных соединениях деталей рулевой тяги и амортизатора отсутствуют структуры, значитель- но изменяющие свойства металла по отношению к основному металлу. В сварных соединениях пре- обладает бейнитно-ферритная структура. Особен- ностью структуры сварных соединений является отсутствие участка крупного зерна. Реактивная штанга. Реактивная штанга сос- тоит из трубы и двух головок. Материал трубы — сталь 20, головок — сталь 30. Со сваренными деталями реактивной штанги были выполнены ис- пытания на усталость на специальном стенде в симметричном цикле растяжения–сжатия. Резуль- таты испытаний приведены в табл. 4. Рис. 8. Макрошлиф ( 1,5) сварного соединения детали амор- тизатора Рис. 9. Распределение твердости металла в зоне сварного соединения детали амортизатора Рис. 10. Микроструктура ( 320) сварного соединения «труба–деталь» (амортизатор) Т а б л и ц а 4. Результаты испытаний деталей реактив- ной штанги в симметричном цикле растяжения–сжатия № образца Нагруз- ка, кН Удельная нагрузка, МПа Количество циклов до разрушения Место разрушения 1 ±70 133,0 914000 По телу головки 2 ±60 114,0 2480100 » 3 ±50 95,0 3027500 » 4 ±45 85,5 107 Без разрушения 36 6/2010 Разрушение детали реактивной штанги после испытаний на растяжение–сжатие наблюдалось по основному металлу наконечника (рис. 11). Ис- пытания сварных соединений в симметричном цикле растяжения–сжатия проводили на соедине- ниях с гратом. Наличие грата, дающего концен- трацию напряжений, не снизило показателей цик- лических испытаний. Это обусловлено тем, что в месте повышенной концентрации напряжений на границе усиления шва наблюдается мелкозер- нистая структура с высокими вязкими свойствами. В результате выполненных исследований раз- работана опытная технология прессовой сварки детали реактивной штанги диаметром 34 6,2 мм грузовых автомобилей. Таким образом, проведенные натурные меха- нические испытания на разрыв сварных деталей рулевой тяги и амортизатора, выполненных ПСМД, свидетельствуют о высоких механической прочности, пластичности и сопротивляемости ус- талостным разрушениям сварного соединения, со- ответствующих уровню показателей для основ- ного металла. Разработана опытная технология ПСМД авто- мобильных деталей рулевой тяги диаметром 22 2,2 мм, реактивной штанги диаметром 34 6 мм и амортизатора диаметром 40 2,2 мм. Технология может быть использована при мас- совом производстве, где требуется высокая про- изводительность труда. 1. Пат. 94128094 (3/4663) Україна. Машина для пресового зварювання з нагріванням дугою, керованою магнітним полем / С. І. Кучук-Яценко, В. Г. Кривенко, В. С. Ка- чинський та ін. — Опубл. 20.12.94. 2. Качинский В. С., Игнатенко В. Ю., Головченко С. И. Прес- совая сварка с нагревом дугой, управляемой магнитным полем, трубчатых деталей (оборудование и технология) // Автомат. сварка. — 1997. — № 7. — С. 39–41. 3. Kachinskiy V., Ignatenko V., Koval M. Magnetically-impel- led arc butt welding of hollow and solid parts // Intern. conf. «Exploiting solid state joining» (Cambrige, 13–14 Sept. 1999). — Cambrige, 1999. — Р. 30–46. Features of pressure welding of parts of automotive product range including compact hollow parts of steering rod, shock absorber and torque arm, are described. Results of metallographic examination and evaluation of mechanical tests are presented, which are indicative of the high quality of welded joints. Поступила в редакцию 03.02.2010 Рис. 11. Деталь реактивной штанги после циклических испы- таний XIV МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ РОССИЙСКИЙ ПРОМЫШЛЕННИК 28.09–01.10.2010 г. Санкт-Петербург ЛЕНЭКСПО Разделы выставки ПРОМЭКСПО ТЕХНОЭКСПО Машиностроение. Станки. Металлообработка Инструмент и техоснастка Субконтрактинг АВТОМАШ Радиоэлектроника и приборостроение Информационные технологии Мехатроника и робототехника Конгрессная часть форума 2010 ОАО ЛЕНЭКСПО тел.: (7812) 325-67-78, 325-67-79 promexpo@lenexpo.ru 6/2010 37

Ähnliche Einträge