Сварка трением: виды, схемы, с перемешиванием сплавов

 На разных крупных производствах и предприятиях, на которых изготавливаются большие корабли, самолет, сельскохозяйственное оборудование и другие крупногабаритные конструкции, часто используются необычные виды сварок, которые позволяют производить сваривание больших объемов металла.

К одним из таких относится сварка трением, во время данной технологии применяется внешнее тепло, которое выделяется высокоэнергетическим источником, к примеру, электродуговым разрядом. Тепло обычно выделяется во время сильного прижатия деталей друг к другу.

Принцип сварки

Сварка металла трением - технологический процесс изготовления сварного соединения, который осуществляется за счет применения тепловой энергии, возникающей на контактных поверхностях соединяемых элементов. Во время этого процесса элементы с усилием прижимаются друг к другу, и одна  из заготовок движется относительно другой.

Обычно применяется трение вращения, во время этого процесса вращается одна из свариваемых заготовок или вкладка между элементами. В точке, в которой происходит усиленное прижатие элементов, происходит выделение тепла и осуществляется нагревание.

Благодаря высокой температуре и трению происходит активное разрушение оксидных пленок и следов посторонних загрязнений. Поверхности свариваемых элементов плотно притираются друг к другу, во время этого начинается разрушение микро выступов. Поверхность становится ровной, и за счет этого атомы металлов могут вступать в полноценное взаимодействие друг с другом.

Фрикционная сварка осуществляется в несколько этапов:

• снятие оксидных пленок;
• нагревание поверхностей для состояния пластичности. Во время этого этапа также создаются и разрушаются фрагменты кристаллических решеток;
• на третьем этапе останавливается вращение, возникает кристаллизация зоны контакта и образуется сварное соединение.

После того как достигается необходимый показатель температуры плавления происходит остановка вращения с одновременным увеличением силы прижима.

Достоинства

Сварка трением с перемешиванием пользуется высоким спросом на больших производствах, на которых изготавливаются огромные конструкции и важное оборудование.

Востребованность связана с наличием целого ряда положительных качеств у данного сварочного процесса:

1. Высокая производительность. Сварка требует немного времени, ее можно осуществить всего за несколько минут.
2. Эффективное применение энергии. Нагревание осуществляется быстро, его можно произвести в ограниченной закрытой области. Если сравнивать с другими видами сварок, то у данной технологии отмечаются низкие потери на обогревание окружающей области.
3. При осуществлении сварки трением получается прочный и качественный шов. Если во время процесс будет применяться одинаковый режим для соединения всех типов металлов, то можно получить аналогичные свойства, а именно угол изгиба, временные показатели сопротивления, ударная вязкость, а также другие показатели, которые могут отличаться друг от друга всего на 7-10 %.
4. Перед тем как проводить инерционную сварку трением не нужно выполнять предварительную подготовку соединяемого стыка. Но все же опытные сварщики советуют обязательно выполнять тщательную зачистку от ржавчины, жировых пятен, смазки.
5. Высокое качество сварного соединения наблюдается даже при наличии расхождений между заготовками с показателем до углов 5-70.
6. При проведении сварочного процесс трением нет таких негативных условий, как усиленного ультрафиолетовое излучение, выделение вредных газов - продуктов сварочных реакций.
7. Подходит для сваривания разнородных металлов и сплавов. При помощи этой технологии можно с огромным успехом сваривать многие пары металлов, которые невозможно сварить при помощи других видов сварок - стальные сплавы с алюминиевыми, алюминиевые с медными, сталь с титаном и многое другое.

Важно! При проведении сварки трением применяется стандартный набор оборудования - сварочная машина, станок, снимающий грат и манипулятор (робот), который осуществляет перемещение крупногабаритных деталей. Все эти элементы позволяют произвести легкое и качественное сваривание больших стальных конструкций.

Виды

Сварка трением с перемешиванием алюминиевых, медных, стальных и других видов сплавов может производиться несколькими способами.

Выделяют следующие виды данной технологии:

1. Линейная сварка трением. Во время этого способа не используется вращение деталей. Соединяемые элементы трутся друг о друга до тех пор, пока не образуется требуемая среда для прочного соединения деталей. Одна из заготовок обычно производит возвратно-поступательные движения, а оказываемое давление позволяет получить требуемое соединение.
2. Радиальная. Ее применяют при сваривании трубных конструкций. На стуках труб устанавливается специальное кольцо, которое во время вращения выделяет необходимое тепло для осуществления сваривания.
3. Штифтовая. Этот метод применяется при проведении ремонтных работ. Первым делом просверливается отверстие, в которое направляется штифт из соответствующего материала. После этого он усиленно вращается, выделяет тепло и образует необходимую пластификацию. Это все создает требуемые условия для создания качественного шва.

Сварочным процесс с использованием трения применяется в условиях крупных производств, на которых изготавливаются металлические конструкции. Удобное и функциональное оборудование, а также уникальная технология позволяют получить качественный шов с высокой прочностью. Но чтобы все было выполнено правильно стоит предварительно рассмотреть важные особенности и преимущества данной сварки.

Интересное видео