Это сварка трением с перемешиванием!
Давайте познакомимся сегодня!
Технология сварки трением с перемешиванием была изобретена Британским институтом сварки (TWI) в 1991 году. В следующем году она подала заявку на патент на изобретение в Великобритании, а также подала заявку на патентную защиту в различных странах мира. С момента защиты патента и раскрытия информации технология сварки трением с перемешиванием стала все более широко использоваться в первую очередь и в основном в области конструкций из легких металлов, таких как алюминиевые и магниевые сплавы. Определенного развития она также достигла в области тугоплавких материалов.
В дополнение к преимуществам обычной технологии сварки трением, сварка трением с перемешиванием также может быть соединена с различными формами соединений и различными положениями сварки. В Норвегии установлено первое в мире коммерческое оборудование для сварки трением с перемешиванием, которое позволяет сваривать алюминиевые судовые пластины толщиной 3-15 мм и размером 6×16; в 1998 году Лаборатория космоса и обороны компании Boeing в США внедрила технологию сварки трением с перемешиванием, которая используется для сварки некоторых компонентов ракет; McDonnell Douglas также использует эту технологию для производства топливных баков для своей ракеты-носителя Delta.
Метод сварки трением с перемешиванием аналогичен обычной сварке трением. Сварка трением с перемешиванием также использует тепло трения и тепло пластической деформации в качестве источников сварочного тепла. Разница заключается в том, что в процессе сварки трением с перемешиванием в соединение заготовки вставляется цилиндр или игла для перемешивания другой формы (например, цилиндр с резьбой), а высокоскоростное вращение сварочной головки заставляет ее тереться о поверхность детали. материал сварочной заготовки. В результате температура материала в месте соединения повышается и размягчается. В то же время к материалу применяется трение с перемешиванием для завершения сварки. Процесс сварки показан на рисунке «Схема сварки трением с перемешиванием». В процессе сварки заготовка должна быть жестко закреплена на подкладке, кромка сварочной головки вращается с большой скоростью, а шов по кромке заготовки перемещается относительно заготовки. Выступающая часть сварочной головки проникает в материал для трения и перемешивания. Плечо сварочной головки трется о поверхность заготовки, выделяя тепло, и используется для предотвращения перелива пластикового материала и в то же время может удалить поверхностную оксидную пленку.
В процессе сварки игла для перемешивания при вращении входит в стык заготовки. Тепло трения между вращающейся перемешивающей головкой (в основном плечом вала) и заготовкой приводит к тому, что материал перед сварочной головкой подвергается сильной пластической деформации, а затем, когда сварочная головка движется, сильно пластически деформированный материал постепенно откладывается за перемешивающей головкой. , образуя шов сварки трением с перемешиванием. Сварка трением с перемешиванием не предъявляет высоких требований к оборудованию. Самыми основными требованиями являются вращательное движение сварочной головки и относительное перемещение заготовки. Даже фрезерный станок может легко удовлетворить требования к стыковой сварке небольших плоских пластин. Однако жесткость сварочного оборудования и приспособлений чрезвычайно важна. Смесительная головка обычно изготавливается из инструментальной стали, а длина сварочной головки обычно немного короче требуемой глубины сварки. Следует отметить, что сварка трением с перемешиванием заканчивается замочной скважиной на концевом конце. Обычно замочную скважину можно отрезать или заклеить другими методами сварки. В ответ на проблему замочной скважины была успешно разработана телескопическая смесительная головка, которая не оставляет замочную скважину после сварки.
приложение
В процессе сварки не требуются другие сварочные расходные материалы, такие как сварочные стержни, сварочная проволока, флюс и защитные газы. Единственное, что расходуется, это сварочная мешалка.
Сварка трением с перемешиванием успешно применяется при соединении цветных металлов. Однако из-за ограничений характеристик метода сварки он ограничивается сваркой простых конструктивных элементов, таких как прямые конструкции или цилиндрические конструкции, и заготовка должна иметь хорошую опору или подкладку. В принципе, сварку трением с перемешиванием можно использовать для сварки в различных положениях, таких как плоская сварка, вертикальная сварка, сварка сверху и сварка сверху вниз; он может выполнять сварные соединения различных форм, такие как стыковые, угловые и нахлесточные соединения, а также конструкции различной толщины. Соединение с многослойными материалами может осуществляться и при сварке разнородных металлических материалов.
Кроме того, сварка трением с перемешиванием, как метод сварки в твердой фазе, вызывает незначительное загрязнение окружающей среды до и во время сварки. Заготовка не требует строгих требований к очистке и подготовке поверхности перед сваркой. Трение и перемешивание во время процесса сварки позволяют удалить оксидную пленку с поверхности сварного изделия, при этом во время процесса сварки не возникает дыма и брызг. При этом уровень шума низкий. Поскольку сварка трением с перемешиванием основана только на вращении и движении сварочной головки для постепенного сваривания всего сварного шва, она более энергосберегающая, чем сварка плавлением или даже обычная сварка трением.
Поскольку тепловложение при сварке трением с перемешиванием меньше, чем при сварке плавлением, плавление металла в месте соединения отсутствует. Это процесс сварки в твердом состоянии, который сохраняет металлургические свойства основного металла в сплаве и позволяет сваривать композиционные материалы с металлической матрицей и быстро затвердевать. Материалы, которые могут вызвать побочные реакции при использовании для сварки плавлением.
Основные отрасли применения включают аэрокосмическую, оборонную промышленность, судостроение, железные и автомобильные дороги, автомобилестроение и электронную промышленность.
