Машина сварки трением мст 2001

Обновлено: 21.09.2024

В машинах для сварки трением эффект нагрева и создание условий для образова­ния соединения обеспечивается относительным вращательным движением. В боль­шинстве случаев в основу конструкции положена схема процесса с. вращением од­ной заготовки и поступательным перемещением вдоль оси под действием свароч­ного усилия этой или второй заготовки.

Машины в общем случае имеют привод вращения с устройством для торможе­ния шпинделя, механизмы создания рабочего (сварочного) усилия, перемещения Заготовки и осадки, зажатия заготовки, станину, аппаратуру управления и кон­троля (рис. 2). В определенных случаях могут предусматриваться механизмы и устройства для торцовки заготовок, удаления грата, регулирования соосности свариваемых заготовок, автоматизации загрузки заготовок и съема готовых изделий и др.

Конструкция машин должна обеспечить: быстрое прекращение относитель­ном) вращения по окончании нагрева; автоматическую отработку заданного

цикла сварки; возможность настройки на регламентацию процесса как по времени, так и по осадке; простоту настройки на заданный режим и переналадки на другой характер цикла сварки (рис. 3); хорошую воспроизводимость параметров режима; предотвращение проскальзывания в зажимах заготовок и их радиальное смеще­ние; способность к восприятию больших ме­ханических нагрузок, в том числе вибраций; возможность замены зажимных устройств при переходе на сварку деталей другой конфигу­рации или размера; возможность размещения в рабочей зоне машины вспомогательных ме­ханизмов,

Привод шпинделя в большинстве машин электромеханического типа с передачей вра­щения от асинхронного двигателя через клиноременную передачу. Машины, как пра­вило, односкоростные. Скорость выбирают такой, чтобы в пределах определенного диа­пазона свариваемых сечений можно было получить качественное соединение путем варь­ирования других параметров режима сварки.

Применение электромеханического при­вода позволяет получать относительно про­стые конструктивные решения машин, не приводит к большим пиковым нагрузкам электрической сети. Значительные моменты инерции вращающихся масс требуют ис­пользования специальных средств для тор­можения шпинделя после окончания нагрева. С уменьшением диаметра свариваемого сече­ния требования к динамическим качествам машины возрастают в связи с уменьшением доли участия момента трения, развиваемого в стыке между трущимися заготовками, в об­щем процессе торможения. Применяют АЩ схемы прекращения относительного движения

заготовок: 1) остановка с помощью тормоза или реверсированием электродвигателя всех вращающихся частей привода; 2) отключение шпинделя от постоянно вращаю­щегося двигателя и последующее торможение шпинделя фрикционным тормозом. Первый вариант реализован в машинах первого поколения. Продолжительность работы электродвигателя в режиме реверса определяется с помощью реле контроля скорости (РКС) или реле времени, настраиваемом на определенную длительность реверсивного включения. Время торможения в этом случае составляет 0,1—0,4 с. Недостатком является перегрев обмоток двигателя при частых включениях. Не­которое снижение этого нежелательного ‘явления может быть достигнуто умень­шением маховых масс вращающихся частей, выбором более низких скоростей вращения, постановкой крановых электродвигателей. Для машин высокой произ­водительности, требующих частых пусков и выключений, этот способ менее удо­бен, чем при торможение по второму варианту, который заложен в конструкциях большинства современных машин и обеспечивает меньший тормозной путь («вы­бег)». В этом случае муфта сцепления и тормоз фрикционного типа сблокированы в одном узле. Тяжелые условия работы шпиндельного узла требуют постановки сдвоенных или строенных радиальных подшипников в сочетании с упорными или радиальных и радиально-упорных подшипников качения.

Для обеспечения необходимого сварочного усилия используют пневматиче­ский, гидропневматический и гидравлический приводы. Пневматические системы устанавливают на машинах с усилием до 5000 кгс, пневмогидравлические — при усилиях 5000—100 000 кгс, а при больших значениях — гидравлические. На­стройка на режим производится с помощью редукторов давления.

Зажимные устройства воспринимают значительные крутящие моменты и осе­вые усилия в процессе нагрева и ковки. Максимальный крутящий момент может в 2—2,5 раза превышать момент в фазе установившегося трения. В процессе сварки возникают радиальные вибрации заготовок, осложняющие работу зажимов. Про­скальзывание заготовок приводит к приварке их к рабочим поверхностям зажим­ных устройств. Конструкция зажимов должна обеспечивать центровку заготовок, возможность работы с заготовками из горячекатаного металла и переналадку на сварку заготовок различных форм и размеров.

Надежное закрепление заготовки при работе без упоров обеспечивается уси­лием, в 2,5 — 4 раза превышающем усилие осадки; это делает необходимым приме­нение механического привода в зажимных устройствах. В случае использования упоров усилие может быть снижено в 1,5—2,0 раза. Использование токарных па­тронов не оправдало себя из-за их быстрого износа, необходимости применять значительные мускульные усилия, низкой производительности и невозможности автоматизировать весь процесс сварки.

Широкое применение в сварочных машинах получили самоцентрирующие устройства с принудительным зажатием заготовок: кулачковые — для вращаю­щейся и призматические — для неподвижной заготовки. Универсальность этих зажимных устройств в определенном диапазоне диаметров обеспечивается ком­плектом сменных кулачков и призм. Конструкции допускают большие отклонения от номинальных размеров диаметра заготовок. Призматические зажимы позволяют производить загрузку заготовок сверху в плоскости разъема призм, легко авто­матизировать вспомогательные операции, устанавливать дополнительные меха­низмы и приспособления для выполнения подготовительно-заключительных опе­раций (суппорты для торцовки заготовок и удаления «воротника», формующие матрицы, загрузочные устройства), применять фигурные зажимные губки и призмы при сварке заготовок сложной формы. Длина неподвижной заготовки в этом слу­чае практически неограничена. Станины машин выполняют повышенной жест­кости коробчатой конструкции в сварном или литом исполнении. Внутри станины расположены элементы привода, пневмоаппаратура, мультипликаторы и другие механизмы. На станине смонтирована также панель управления.

Система управления работой машины обеспечивает автоматическое выполне­ние всего цикла сварки (на полуавтоматах). В некоторых случаях предусмотрено автоматическое выполнение подготовительно-заключительных операций: загрузка и зажатие заготовок, удаление грата, съем готового изделия (на авто­матах).

Заданный цикл сварки отрабатывается автоматически с помощью командных устройств,-собираемых на элементах контактно-релейной автоматики. Настройка на режим производится предварительно путем регулирования редукторов давле­ния, установкой осадки или времени нагрева. Необходимая закономерность из­менения параметров процесса сварки обеспечивается определенной последова­тельностью срабатывания электроклапанов. Регламентация процесса может про­изводиться по времени или по осадке. В большинстве случаев в машинах для сварки трением предусмотрена возможность выбора параметра регламентации в зависимости от конкретных условий сварки. Монтаж аппаратуры управления в отдельном шкафу позволяет избежать ложных срабатываний реле от вибраций машины в процессе нагрева и преждевременной остановки шпинделя.

Серия машин общего применения для сварки стыковых соединений заготовок круглого сплошного и трубчатого сечений, а также Т-образных соединений из сталей, цветных металлов и сплавов выпускается серийно на заводе литейного оборудования (г. Волковыск). Серия состоит из четырех машин. Диапазоны пара­метров рассчитаны исходя из режимов сварки низкоуглеродистой и низколегиро­ванных сталей. Давления проковки приняты равными 10 кгс/мма. Удельная мощ­ность, потребляемая из сети, в расчете на единицу площади свариваемого сечения составляет 20 Вт/мм2. Основные характеристики машин приведены в табл. 2. Для сварки материалов, требующих больших давлений, машины этой серии можно применять, но максимальное свариваемое сечение будет меньше. Машины представляют собою полуавтоматы, в которых кроме загрузки заготовок и съема готовых изделий все сварочные операции производятся автоматически. Прин­ципиальное решение конструкции всех машин одинаково; они предназначены в основном для использования в условиях массового и крупносерийного произ­водства. Привод вращения шпинделя состоит из асинхронного двигателя, клино­ременной передачи и фрикционной конической муфты сцепления Машины одно­скоростные. Шпиндельный узел с механизмом для создания сварочного давле­ния и перемещения вращающейся заготовки, механизм зажатия вращающейся заготовки, фрикционная муфта-тормоз, шкив клиноременной передачи собраны в корпусе передней бабки. Шпиндель останавливается автоматически после окон­чания процесса нагрева коническим фрикционным тормозом при размыкании муфты сцепления, связанной со шкивом клиноременной передачи. Тормозной путь («выбег») шпинделя не превышает 0,5 оборота.

Механизм для создания рабочего (сварочного) усилия пневмогидравлического типа. Машины снабжены мультипликаторами. Усилие при нагреве и проковке регулируется раздельно вручную при настройке на определенный технологиче­ский режим работы. Зажимные механизмы самоцентрирующие, обеспечивающие соосность свариваемых заготовок с точностью до 0,5 мм. Крепление невращаю — щейся заготовки осуществляется в сменных призматических губках клиновых ти­сков, установленных жестко на станине.

Вращающийся зажим представляет собою трехкулачковый патрон со смен­ными кулачками, рассчитанными на узкий диапазон изменения диаметров заго­товок (2—3 мм). Для обеспечения работы зажимного устройства во всем диапазоне диаметров свариваемых заготовок машина каждого типоразмера имеет четыре комплекта сменных кулачков. Эти кулачки используются при сварке заготовок сплошных сечений и толстостенных труб. В конструкции машины предусмотрена возможность модификации зажимных устройств при сварке заготовок, отличаю­щихся по конфигурации от круглых сплошных стержней и толстостенных труб.

При сварке Т-образных соединений устанавливают специальную планшайбу на вращающемся зажиме с гнездом для размещения плоской заготовки. Задача фиксации этой заготовки от поворота решается в зависимости от особенностей ее геометрических параметров. В процессе сварки заготовка удерживается от выпа­дания за счет сварочного усилия. По окончании процесса сварки команда на рас­крытие вращающегося зажима не подается. Цилиндрическая контрдеталь кре-

СВАРКА ТРЕНИЕМ (R-)

Сварка трением — соединение однород­ных или разнородных металлов прижа­тием свариваемых поверхностей друг к другу с одновременным развитием тре­ния скольжения.

Размер ы: диаметр сплошных изделий!) = 5-г-100 мм, диаметр труб D до 400 мм. Группы материалов: см. рис. 1.67.

Рис. 1.67. Сочетания материалов при свар­ке трением:

I — свариваются хорошо; 2 — сварива­ются в определенных условиях; 3 — сва­риваются плохо или нет данных; 4 — мед­ные сплавы; 4′ — медь; 5 — алюминиевые сплавы; .5′ — алюминий; 6 — быстрорежу­щая сталь; 7 — аустенитная хромонике­левая сталь; 8 — мартенситная хромистая сталь; 9 — легированная улучшаемая сталь с >0,35 %С; 10 — тоже,

II — легированная цементуемая сталь; 12 — углеродистая улучшаемая сталь с >0,35 % С; 13 — то же, 0,35 % С;

Область использования: производство валов, инструментов,

фланцев, винтов, колец, ступиц, осей, болтов.

Параметры: сварка обычным методом — давление при нагреве ре = 10-5* *-200 МПа, давление при сварке ps = 20-5- 400 МПа, скорость вращения п = 300-**

ПРИМЕРЫ ИСПОЛНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ ТРЕНИЕМ

МАШИНЫ ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ (НАПРЯЖЕНИЕ 220/380 В)

Диаметр свариваемых детален d*, мм

Скорость вращения п, об/мин

для трубопроводов из

стали и алюминия

ВНР, сварка маховиков

* Данные для углеродистых и низколегированных сталей.

Оборудование (табл. 1.90)

Выбор основных и присадочных материалов, термообработка

При сварке присадочные материалы не используют, при наплавке применяют стеллит, сормайт. Режим термообработки выбирают в соответствии с требованиями, предъявляемыми к свариваемым материалам (аналогично стыковой сварке оплав­лением; см. 1.2.6).

Управление процессом сварки трением по времени te или по длине трения.

Подготовка торцовых поверхностей с помощью запилки, токарной обработки, обрезки абразивным кругом и отрубки (непараллельность торцовых поверхно­стей < 3°) или использование деталей, полученных обработкой давлением.

При сварке трением материалов с большой разницей в пластических свойствах следует уменьшить пластическую деформацию более мягкого материала за счет обжимной обоймы.

Тонкостенные трубы и детали специальной формы обрабатываются с исполь­зованием специального зажимного устройства.

Пример выбора рабочих параметров

I. Определение параметров давления при нагреве и сварке табл. 1.91, рис. 1.68.

2. Определение продолжительности нагрева te для групп материалов — табл. 1.92 и рис. 1.69.

3. Определение величины сокращения Д/—по рис. 1.70.

Схема выбора рабочих параметров сварки обстоятельно описана в работе [5]. После эмпирического подбора оптимальных рабочих параметров и соблюдения их при сварке получают высококачественные сварные соединения при весьма высо­кой воспроизводимости свойств.

Предел прочности при растяжении сварного шва превышает предел прочности основного материала.

Угол загиба 180° при достаточно высокой вязкости основного материала без образования трещин в шве.

Контроль качества может быть сведен к наблюдению за рабочими параметрами сварки (см. 1.5).

СВАРКА ТРЕНИЕМ (R-)

Ре — давление при нагреве, равное 50 МПа (const); P§ChW ~ Давление при сварке: Pschw = 2pg, /Schw — продол — жительность сварки; /gchw = 3 с = const;

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ТРЕНИЕМ

Современные возможности сварки трением

Классический способ сварки трением, при котором одна из деталей приводится во вращение, а другая поджимается к торцу первой осевым усилием, применяется достаточно широко на предприятиях РФ и стран СНГ при сварке ступенчатых деталей, приварке кованых или литых деталей к стержням, наконечников к бурильным трубам (рис.1­-2) на устаревшем отечественном оборудовании.

При сварке деталей из разнородных металлов начинает сказываться отличие их теплофизических свойств, и чем оно больше, тем сложнее получить сварное соединение с удовлетворительными техническими характеристиками.



Рис. 1 Приварка поковки к стержню Рис. 2 Труба 90х10 мм

Как известно, сварка относится к классу двухстадийных топохимических реакций. На первой стадии происходит образование физического контакта, т.е. осуществление сближения соединяемых материалов на расстояния, требуемые для межатомного взаимодействия. На второй – химическое взаимодействие, приводящее к образованию прочного соединения. Эта стадия обусловлена протеканием химической адсорбции, для осуществления которой требуется затрата энергии на активацию поверхности. При сварке в твердом состоянии сближение атомов и активация достигаются за счет совместной пластической деформации соединяемых металлов в зоне контакта, обычно в сочетании с дополнительным нагревом. Длительность этих двух стадий зависит от таких факторов, как теплофизические свойства соединяемых металлов, характера приложения давления и других средств активации.

Изложенный подход позволил предложить методы приближенной оценки параметров режима сварки статическим давлением. По ним длительность процесса образования физического контакта оценивается по скорости ползучести более мягкого или обоих свариваемых металлов (если их свойства одинаковы). Длительность стадии химического взаимодействия оценивается по уравнению Больцмана, как длительность периода активации поверхности более твердого металла.

Общие положения этой концепции с известным приближением могут быть распространены и на сварку трением, хотя условия развития деформации в зоне соединения существенно отличаются.

Также большое влияние на характер протекающих процессов оказывают особенности температурного режима, определяемого спецификой источника тепла. Известно, что саморегулирование процесса тепловыделения при сварке трением приводит в короткий срок к установлению температуры контактного сечения. При этом температура определяется теплофизическими свойствами менее тугоплавкого из двух свариваемых металлов и лежит несколько ниже температуры плавления последнего. Таким образом, в случае сварки металлов с резко отличными теплофизическими свойствами процесс образования соединений протекает при температуре, когда образование физического контакта за счет деформации менее жаропрочного металла происходит сравнительно быстро, а активация контактной поверхности более жаропрочного металла замедлена. Единственный путь ускорения активационных процессов на контактной поверхности жаропрочного металла – интенсификация пластической деформации. Последнее может быть достигнуто изменением схемы напряженного состояния приконтактной зоны свариваемого металла при проковке. Этого добиваются установкой формующей оправки на менее жаропрочный металл, которая препятствует его свободной пластической деформации и создает объемное напряженное состояние в зоне стыка. Таким образом, происходит достаточная для активации пластическая деформация микрообъемов металла в более жаропрочном металле – реализуется вторая стадия образования соединения – химическое взаимодействие.

При этом прочное сварное соединение образуется только в том случае, если за то же время процессы релаксационного характера не снизят прочность соединения в результате реактивной диффузии, приводящей к образованию хрупких интерметаллических прослоек. Так, при сварке трением алюминия со сталью, медью и титаном в зоне стыка образуется интерметаллид, толщина которого, несмотря на отсутствие расплавленного металла в зоне стыка, достигает при определенных условиях 6­8 мкм. Толщина этой прослойки, ее свойства в зависимости от состава и геометрии соединения определяют в итоге пластичность сварного соединения. Во многих случаях ограничить образование интерметаллида в зоне стыка удается применением жестких режимов сварки и больших давлений при проковке. Однако зачастую при сварке промышленных многокомпонентных сплавов влияние каждого в отдельности легирующего элемента и их суммы на скорость реактивной диффузии оказывается настолько существенным, что никакие меры не приводят к получению соединений, обладающих высокими механическими характеристиками.

Как уже отмечалось ранее, при сварке трением металлов с такими резко отличными теплофизическими свойствами, как у алюминия и стали, макродеформация более жаропрочного металла практически отсутствует. При этом условии косина торцов заготовки последнего определяет наличие осевого биения, которое, сохраняясь в течение всего процесса сварки, препятствует полному контактированию свариваемых металлов и, следовательно, равномерному нагреву торца заготовки жаропрочного металла. В связи с этим необходимым условием подготовки детали из более жаропрочного металла является ее предварительная торцовка в зажимах машины сварки трением.


Рис. 3 Турбина наддува дизеля

На сегодняшний день эта технология сварки трением применяется для соединения быстрорежущих сталей с конструкционными, аустенитных с перлитными и жаропрочных сталей с конструкционными (рис. 3).

Она позволила решить проблему получения прочных, пластичных, вакуумноплотных и долговременно надежных соединений АМг6 с титаном и сталью 12Х18Н10Т, используемых на предприятиях Роскосмоса для изготовления переходников, соединяющих между собой трубопроводы из алюминиевого сплава и титана или нержавеющей стали.

В середине прошлого века ВНИИЭСО отработал технологию сварки трением этих соединений через прослойку из технически чистого алюминия АД1 и создал на ее основе машину МСТ­31. На ряде предприятий это оборудование эксплуатируется до сих пор, однако оно уже давно физически и морально устарело.

В начале 2008 г. ВНИИЭСО приступил к разработке машин сварки трением нового поколения с гидроприводом всех рабочих перемещений, жесткими направляющими, гарантирующими соосность сварных соединений и микропроцессорной системой управления.

К работам подключился ЗАО «Завод «Ленремточстанок». Была проведена существенная доработка механических узлов машины, гидростанции, создана система управления, обеспечивающая загрузку основных параметров процесса с сенсорной панели пульта управления, стабилизацию параметров, запись регистрограмм каждого цикла и передачу их на ПК для распечатки и архивирования. За последние три года разработаны, изготовлены и поставлены заказчику для сварки сталеалюминиевых и титаноалюминиевых переходников четыре единицы трех типоразмеров машин (см. табл. 1 и рис. 4).


Рис. 4 Машина МСТ-3001


Скорость вращения шпинделя 900 об/мин.

Приведенные в таблице машины могут быть успешно использованы для сварки и других сочетаний металлов при условии, что диаметры, поперечные сечение сварных соединений и их длина не превышают приведенных в таблице величин. В то же время ЗАО «Завод «Ленремточстанок» готов модернизировать машины, например, создать правый зажим для закрепления деталей неограниченной длины и с целью сварки больших сечений повысить мощность и осевое усилие.

Сегодня процесс активно используется на ЗАО «ЗЭМ РКК «Энергия» им. С.П. Королева», где сваркой трением изготавливается широкий ассортимент деталей и узлов диаметром от 15 до 50 мм. Это главным образом биметаллические и триметаллические переходники (рис. 5­-7), а также корпуса электропневмоклапанов. Основные свариваемые сочетания металлов: АМг6+АД1+12Х18Н10Т; титановые сплавы +АД1+12Х18Н10Т; 12Х18Н10Т+1088Ш.


Рис. 5 Биметаллический фланец топливного бака


Рис. 6 Триметаллический (сталь – алюминий – титан) переходник


Рис. 7 Биметаллический фланец большого диаметра

Используемое оборудование: МСТ­31 (работает с 60­х годов прошлого века), МСТ­2001­ГД88 (с 80­х) и машина нового поколения МСТ­2202 (с 2011 г.). Все машины снабжены суппортом для подрезки торца заготовок.

Сочетания нержавеющая сталь ­ алюминиевый сплав и нержавеющая сталь ­ титановый сплав свариваются через прослойку из технически чистого алюминия АД1 последовательно.

Вначале свариваются заготовки из АД1 и АМг6 с предварительной торцовкой в зажиме машины заготовки из АМГ6. Далее проводится механическая обработка полученного соединения с целью удаления грата и подрезки приваренного АД1 на установленный технологией размер, необходимый для проведения второй сварки с заготовкой из нержавеющей стали.

Торец заготовки из нержавеющей стали имеет коническую форму, предварительно обработанную на угол 450 и протачиваемый перед сваркой в зажимах машины по конической поверхности с целью устранения радиального и осевого биения. Для ограничения пластической деформации при сварке алюминия АД1 на последний устанавливается обжимное стальное кольцо с внутренним диаметром на 1­2 мм больше диаметра заготовки.

Перед сваркой каждой партии деталей проводится обязательная сварка двух образцов для испытаний на изгиб. Сварка считается качественной, если угол загиба АД1 составил не менее 1200 без разрушения по сварному стыку (рис. 8)


Рис. 8 Образец после испытаний на изгиб диаметром более 25 мм

Кроме того, от партии полностью механически обработанных переходников не менее двух штук доводят до разрушения внутренним гидравлическим давлением с предварительным вибрационным нагружением. Разрушение по сварным стыкам считается браковочным признаком.

На одном из предприятий Красноярского края заканчивается отработка технологии сварки биметаллических переходников диаметром 87,5х63 мм на машине МСТ­3001. Результаты испытания этих соединений на изгиб приведены на рис. 9.


Рис. 9 Соединение АМг6+АД1+ВТ14 ? 87,5х63 после испытания на изгиб

В качестве примера сварки трением других пар разнородных металлов может быть приведена работа ЗАО «Завод «Ленремточстанок», выполненная по заказу ЦНИИМС для создания ярма электромагнита с постоянной величиной тяги на заданном отрезке пути. Сваривались заготовки двух типов ярма трубчатой конструкции с наружным и внутренним диаметрами 29х16 и 25х20 мм из отожженной электротехнической стали 10880 ГОСТ 11036­75 с проставкой из бронзы БрАМц9­2 ГОСТ 18175­78. Длина бронзовой проставки по заданию – в пределах 7 мм – 8 мм (рис. 10). Сварка проведена на машине МСТ­31 с контролем процесса по величине осадки при нагреве. Качество сварных соединений проверялось испытаниями на загиб вырезанных лепестков. При угле загиба 1350 – разрушения не наблюдалось.


Рис. 10 Электротехническая сталь с бронзой

Проведен контроль герметичности соединений подачей во внутреннюю полость жидкости в течение 5 мин. под давлением 30 МПа (300 атм) для первого типа ярма и 7 МПа (70 атм) для второго типа ярма – течи не наблюдалось. При подаче в полость ярма первого типа давления 80 МПа (800 атм) разрушения не произошло. Соединения установлены в опытные изделия.

В завершение следует рассказать о появившихся в последние годы за рубежом новых видах сварки трением. Первый – сварка трением­перемешиванием (stir friction welding), предназначенная для стыковой сварки изделий из листов алюминия и его сплавов толщиной от 2 до 30 мм при температурах ниже температуры плавления. По данным исследований, процесс обеспечивает более высокую стабильность качества соединений, производительность и экономичность, по сравнению с аргонодуговой сваркой, позволяет производить сварку алюминиевых сплавов, склонных к трещинообразованию. Применяется метод в ракетостроении для сварки корпусов, судо­ и автомобилестроении, при изготовлении пассажирских железнодорожных вагонов и т.п.

Процесс заключается в нагреве до пластичного состояния кромок листа за счет трения вращающегося инструмента, интенсивного перемешивания металла, доведенного до пластичного состояния и формирования поверхности металла в зоне стыка. Инструмент представляет собой охлаждаемый цилиндр со штырем специальной формы и длиной чуть меньшей толщины листа, вращающегося внутри свариваемого металла, и заплечиком, формирующим внешнюю поверхность металла зоны стыка. Нижняя поверхность шва формируется подкладкой. Диаметр штыря 5­10 мм, а заплечика, поджимаемого к поверхности листа определенным усилием, порядка 30 мм. Процесс сварки реализуется при перемещении вращающегося инструмента вдоль стыка надежно закрепленных листов. Серьезная проблема – создание износостойкого штыря и разработка индивидуального для каждого изделия оборудования, обеспечивающего жесткое закрепление конкретной конструкции в процессе сварки. Основные параметры процесса: скорость вращения, усилие поджатия заплечика, скорость перемещения инструмента и геометрия штыря.

За рубежом предлагаются машины для еще одной новой разновидности сварки трением – линейной сварки (ЛСТ). Процесс применяется для соединения таких материалов, как сталь, алюминий, титан и др. ЛСТ используется ведущими мировыми компаниями, выпускающими авиационные двигатели и осуществляющими сварку турбинных лопаток к дискам. Они сделаны из титана и никелевых сплавов. ЛСТ может применяться также в машиностроительной, энергетической и металлургической индустриях. Первые изделия были изготовлены для авиакосмической индустрии. Информация об использовании линейной сварки трением в РФ отсутствует.

Читайте также: