Точечная сварка трением с перемешиванием - Friction stir spot welding - Wikipedia

Принцип точечной сварки трением с перемешиванием

Точечная сварка трением с перемешиванием это процесс сварки давлением, который осуществляется ниже точки плавления заготовок. Это вариант сварка трением с перемешиванием.[1]

Описание процесса

Точечная сварка трением штампованных листов с перемешиванием

При точечной сварке трением с перемешиванием отдельные точечные швы создаются путем прижатия вращающегося инструмента с большим усилием к верхней поверхности двух листов, которые перекрывают друг друга внахлестку. Теплота трения и высокое давление пластифицируют материал заготовки, так что кончик штифта погружается в область стыка между двумя листами и вызывает перемешивание оксидов. Штифт инструмента погружается в листы до тех пор, пока буртик не соприкоснется с поверхностью верхнего листа. Заплечик обеспечивает высокое давление ковки, которое соединяет компоненты металлургическим способом без плавления. После непродолжительной выдержки инструмент снова вынимается из заготовок, так что точечная сварка может выполняться примерно каждые 5 секунд.[2]

Инструмент состоит из вращающегося штифта и буртика. Штифт - это часть инструмента, которая проникает в материалы. Как штифт, так и заплечик могут быть профилированы, чтобы толкать пластифицированный материал в определенном направлении и эффективно разрушать и диспергировать оксидные пленки на смежных поверхностях. После извлечения инструмента остается отверстие при использовании моноблочных инструментов, которые уже зарекомендовали себя как очень надежные в автомобильной и железнодорожной промышленности.[3] Часто вращающийся инструмент окружен невращающимся зажимным кольцом, с помощью которого детали плотно прижимаются друг к другу до и во время сварки за счет приложения усилия зажима. Зажимное кольцо также можно использовать для уменьшения выдавливания пластифицированного материала, чтобы избежать образования заусенцев или валиков при подаче инертного газа или для охлаждения инструмента сжатым воздухом.[4]

Наиболее важными параметрами процесса являются скорость и контактное давление. Это приводит к скорости подачи врезания для данного материала заготовки. Современные пистолеты для точечной сварки можно использовать либо с помощью управления положением, либо с контролем усилия, либо с помощью запрограммированного управления усилием-перемещением для конкретного продукта. Часто управление положением используется до тех пор, пока не будет достигнуто определенное смещение, а затем система управления переключается на управление силой во время выдержки. Даже во время выдержки, регулируемой усилием, можно указать определенные значения положения, которые не должны быть занижены или превышены.[2]

Пистолеты для точечной сварки

Пистолет для точечной сварки трением Stirtec, прикрепленный к раме машины

Точечная сварка трением с перемешиванием выполняется с помощью пистолета для точечной сварки, который устанавливается на консоли, присоединяется фланцем к шарнирно-сочлененному роботу или управляется вручную с помощью балансира на компоненте.[2]

Преимущества процесса

Точечная сварка трением характеризуется рядом преимуществ. Никакого повреждения материала, вызванного сильным нагревом, например, при лазерной или дуговой сварке, не произойдет. В частности, в случае искусственно состаренных алюминиевых сплавов прочность сварного шва и зоны термического влияния намного выше, чем при традиционных методах сварки.[2]

Промышленное использование

Точечная сварка трением с перемешиванием имеет высокую прочность, поэтому они подходят даже для деталей, которые подвергаются особенно высоким нагрузкам. Помимо автомобилестроения и железнодорожного транспорта, аэрокосмическая промышленность разрабатывает этот процесс, например: для сварки дверей кабины вертолетов.[3] В электротехнической промышленности алюминий и медь можно сваривать точечной сваркой трением с перемешиванием. Другие области применения - производство фасадов и мебели, где низкое тепловложение, особенно в анодированных листах, обеспечивает превосходные оптические свойства.[2]

Рекомендации

  1. ^ AluStir: Точечная сварка трением с перемешиванием.
  2. ^ а б c d е Стефан Каллее и Озан Калисканоглу: Rührreibpunktschweißen im Fahrzeugbau: Neue Möglichkeiten. Der Praktiker, 11/2017, стр. 548–551.
  3. ^ а б Джон Спровьери: Точечная сварка трением с перемешиванием. Журнал Assembly, BNP Media, 7 апреля 2016 г.
  4. ^ ISO / FDIS 18785 (E): Точечная сварка трением с перемешиванием - Алюминий - Части 1–5, IIW Комиссия III под председательством IIW.