Принцип дії та області застосування зварювання тертям

У механічних виробничих операціях зазвичай металеві поверхні заготовок склеюються та зварюються разом через тепло, що виділяється тертям, наприклад, під час точіння заготовок на верстатах. Завдяки аналізу цих явищ адгезії та зварювання можна зрозуміти суть зварювання тертям. Зварювання тертям — це метод зварювання, який використовує тепло тертя та тепло пластичної деформації, що утворюється внаслідок тертя контактної поверхні заготовки, для підвищення температури поблизу поверхні розділу до діапазону температур, близьких до температури плавлення, але нижче, що призводить до пластичної деформації заготовки. і течуть під тиском. Це досягається шляхом дифузії та рекристалізації молекул розділу.

Існує багато методів зварювання тертям, і на основі траєкторії дії тертя та характеристик процесу, загальні в реальному виробництві включають зварювання тертям безперервного приводу, зварювання тертям з накопиченням енергії, зварювання тертям із фазовим керуванням, зварювання тертям за інерцією, зварювання тертям для доріжок та зварювання тертям з перемішуванням. Серед них зварювання тертям безперервного приводу, зварювання тертям із фазовим керуванням, зварювання тертям інерції та зварювання тертям рейок покладаються на відносний рух тертя між зварюваними частинами для генерування теплової енергії, які разом називають традиційним зварюванням тертям. Зварювання тертям із перемішуванням, зварювання тертям усередині, зварювання тертям третього тіла та накладне зварювання тертям є процесами зварювання, які залежать від тепла, що утворюється відносним фрикційним рухом між головкою для перемішування та деталлю.

Процес зварювання тертям можна умовно розділити на чотири етапи:

1. Перетворення механічної енергії тертя в теплову;

2. Пластичне деформування матеріалів;

3. Тиск кування в термопластичних умовах;

4. Висновок міжмолекулярної дифузійної рекристалізаційної зварки.

Порівняно з традиційним зварюванням, зварювання тертям має нижчу температуру та споживання енергії, причому споживання електроенергії становить лише 20% від традиційного зварювання. Ефективно зварювати можна як однакові, так і різні метали. І точність зварювання висока. Максимальна похибка загальної довжини камери попереднього згоряння дизелів, виготовлених зварюванням тертям, становить ± 0,1 міліметра. Стабільна якість зварювання і висока міцність можуть значно продовжити термін служби виробу. Процес зварювання не підходить для будь-яких витратних матеріалів для зварювання, він є чистим, гігієнічним і не забруднює. У той же час зона теплового впливу невелика, швидкість зварювання висока, а температура процесу нижча за температуру плавлення, що ефективно зменшує дефекти затвердіння. На відміну від традиційного дугового зварювання, зварювання тертям не створює жодних небезпек, таких як іскри, світло дуги або шкідливі гази, що робить його більш сприятливим для охорони навколишнього середовища та безпеки.

Завдяки високоякісним, ефективним, енергозберігаючим і екологічно чистим технічним характеристикам зварювання тертям все ширше застосовується в таких галузях, як аерокосмічна промисловість, транспортні засоби на атомній енергії та машинобудування. Їй привернули високу увагу індустріально розвинені країни та інвестували значні кошти в розробку та застосування технологій. Широко поширеною є думка, що зварювання тертям є надійною, відтворюваною та надійною технологією зварювання.

Завдяки чудовим зварювальним характеристикам зварювання тертям ця технологія також може ефективно завершувати різноманітні ремонтні операції, такі як розтріскування ключових структурних компонентів, помилки розташування отворів у листовому металі, дефекти лиття, тріщини загартовування та інші проблеми. Ремонтне зварювання фрикційною пробкою — це твердотільний процес зварювання з високою швидкістю зварювання, невеликою зоною термічного впливу та ремонтною міцністю, що досягає понад 90% міцності корпусу. Процес ремонту повністю автоматизований, надійний за якістю, а зварні деталі відповідають високим вимогам стандартів використання, зменшуючи економічні та графікові втрати матеріалу та бракування деталей.