Зварювання тертям, принцип, застосування, схема та технологія

Зварювання тертям бере свій початок у 1956 році, у Радянському Союзі. З 60-х років вона почала розвиватися в інших країнах і згодом здобула широке визнання. Зварювання тертям являє собою різновид зварювання тиском, при якому нагрівання металу відбувається шляхом тертя однієї із частин виробу, що з'єднуються.

Остаточне з'єднання відбувається в кінці процесу, коли застосовується зусилля проковки. Цей вид зварювання використовується в авіабудуванні, автомобілебудуванні.

Зварювання металу тертям

Зварювання металу тертям - Це унікальний процес з'єднання двох металів, при якому механічна енергія тертя або обертання однієї із заготовок перетворюється на теплову, де генерування теплоти відбувається саме в місці потрібного з'єднання. У процесі нагрівання деталі притискаються з постійним тиском або наростаючим. Після необхідного нагрівання, розплаву металу, з'єднання шляхом тиску зварювання завершується осадом та різким припиненням обертання.

При зварюванню металу тертям в зоні з'єднання в результаті тиску відбувається руйнування жирових плівок та оксидів, які заважають міцному з'єднанню.

Сильно розігрітий метал, до температури плавлення, при сильному стисканні спонукає атоми металів вростати один в одного, що викликає монолітність виробу. Таким чином, зварювання металу тертям включає процес:

• міцне закріплення деталей, у якому одна їх рухлива, а інша немає;
• розігрів металу механічним шляхом до пластичного стану, плавлення;
• процес руйнування оксидів, жирових плівок, що заважають міцності зварного шва;
• кромки гарячого металу встановлюють металеві зв'язки на атомному рівні;
• припинення обертальних рухів, тиску, режиму застигання деталей.

У 1990-ті роки було розроблено метод зварювання тертям металів з перемішуванням. Цим способом варяться стикові шви листового кольорового металу: алюмінію, титану, їх сплавів, а також сталі. Також зварюються усі сплави з температурою плавлення до 1800⁰З, можна поєднувати різнорідні метали. Для цього використовують інструмент у формі стрижня з наконечником, який заглиблюється в деталь, що зварюється і проходить по всій необхідній довжині деталі, що зварюється. Інструмент обертається з дуже швидкістю, відбувається сильне тертя, що викликає нагрівання металу до пластичного стану. Відбувається перемішування розплавленої маси з інструментом, що обертається, і його витіснення у вільний простір позаду інструменту. В результаті такого процесу встановлюються металеві зв'язки та відбувається з'єднання металів. Після закінчення роботи інструмент виводять межі заготівлі. Ключові критерії зварювання тертям металів з перемішуванням:

• швидкість зварювання;
• частота обертальних рухів;
• сила притискання інструменту, його переміщення, з урахуванням металу, що зварюється, його товщини;
• розміри такого інструменту та кут його нахилу.

Переваги такого зварювання:

• не потрібна велика потужність;
• локальна зона розігріву; точність розігріву;
• швидкість зварювання;
• точність з'єднання;
• відсутність бризок.

Зварювання тертям обладнання

Зварювання тертям обладнання призначено для виконання високоточної задачі зі з'єднання двох металів. Одним із передових верстатів є ПСТ-80. Він обладнаний гідравлічними затискачами, сенсорним екраном для контролю, управління та програмування циклу зварювання, гідростанцією та станцією змащення. Може зварювати метал із жароміцної сталі, конструкційної, шов перерізу складається з дрібнозернистої структури. Зварювання тертям обладнання Модель МАСТ-10 призначена для стикового зварювання чорних металів, кольорових, їх сплавів. Машина напівавтоматична, автоматизовані операції, крім завантаження деталей. Моделі ПСТ-12, ПСТ-20, ПСТ-50 чудово виконують свою роботу зварювання, утворюють якісний шов, швидкість роботи.