Рис. 179. Изменение момента {сил трения М и числа оборотов вращающейся детали п в процессе сварки трением [23]

- W 1

80 60 40

о Ро'1,1 кГ/ггпг

р0= 0.6 кГ/гтг

:а-а=.-°-

«9/77

60 40

кГ/гтг 4

6 ро кГ/гт?

сек 0 800 900 1000 1100 1200 °С 6)

Рис. 180. Влияние давления на параметры процесса сварки трением:

а—изменение потребляемой мощности во времени (сварка труб из стали 45 размером 160X20 мм при v - 4,85 м/сек); б — зависимость потребляемой мощности от температуры на торцах при постоянном Ро (/) и резком увеличении р„ (2—4) при сварке труб из стали 45 размером 160x20 мм и v = 4,85 м/сек [42]; в — изменение установившейся температуры [24]

различает три стадии процесса: приработку торцов в течение времени tlt когда крутящий момент падает от значения, соответствующего трению покоя, до некоторой минимальной величины Мтш; переход к режиму глубинного вырывания в течение га с повышением крутящего момента до Мтах (в этой стадии в результате разрушения поверхностных пленок и нагрера интенсивно образуются узлы схватывания) и, наконец, переход к режиму полирования вследствие нагрева до высоких температур, сопровождаемого постепенным снижением крутящего момента от М11мх до установившегося значения Муст (отрезок ta). Продолжительность отдельных стадий процесса зависит от его параметров. Увеличение удельного давления ускоряет нагрев и сокращает t1 и г2. Например, при сварке трением труб из стали 45 размером 160x20 мм 7Итах достигался за 10 сек при р0 = 1,1 кГ/мм2 и за 20 сек при ро = 0.6 кГ/мм2 (рис. 180, а) [41 ]. С увеличением р„ растет и пик потребляемой мощности, причем в большей степени, чем значение установившейся мощности (табл. 42) [24].

Удельная мощность и время достижения ее пика при сварке трением прутков диаметром 20 мм из низкоуглеродистой стали

Увеличение момента сил трения и соответственно потребляемой мощности с ростом р0 приводит к повышению интенсивности источника тепла, действующего в зоне соединения. Как следствие, увеличивается скорость нагрева этой зоны и должна повышаться ее предельная установившаяся температура Туст. Однако, как показал В. П. Воинов, фактическая зависимость Туст от р0 имеет экстремальный характер [24]. Например, для стержней из низкоуглеродистой стали диаметром 20 мм при п = 2800 об/мин (и =5= 2,8 м/сек) и увеличении р0 от 1 до 4 кГ/мм2 Туст растет, а затем снова падает (рис. 180, е). Это связано с вытеснением горячего металла из зоны соединения.

Резкое повышение осевого усилия (удельного давления) при трении ведет к росту потребляемой мощности (рис. 180, б) тем более заметному, чем ниже температура на торцах в момент повышения Ро (увеличение ро от 0,7 до 4,4 кГ/мм2 при Т = 900° С повышало W на 35 кет, в то время как такое же изменение давления при Т = 1100° С повышало W всего на 27 кет). Через 224281