Сварка трением

Сварка трением – это сварка путём пластической деформации с нагревом соединяемых поверхностей за счёт их трения друг о друга. Трение поверхностей (рис. 5.29) осуществляется вращением или возвратно-поступательным движением (вибрацией). Например, на рис. 5.29- а свариваемые заготовки 1 устанавливают соосно в зажимах машины, один из которых 2 неподвижен, а второй 3 может совершать вращательное и поступательное (вдоль оси заготовок) движения. Заготовки сжимаются силой Р, после чего включается механизм вращения. На соединяемых поверхностях возникают силы трения, работа которых превращается в теплоту, нагревающую поверхности трения до температуры порядка 1000–1300°С. При достижении требуемой температуры вращение прекращают, а силу Р увеличивают, производя совместную пластическую деформацию свариваемых поверхностей с образованием прочных металлических связей, поскольку окисные плёнки на соединяемых поверхностях разрушаются за счёт трения и удаляются пластической деформацией в радиальном направлении.

б)                 г)     в)   Рис. 5.29. Сварка трением: а – с вращением одной заготовки; б – с вращением обеих заготовок; в – с вращением вставки; г – с вибрацией одной заготовки

Сваркой трением получают соединения с достаточно высокими механическими свойствами как между однородными, так и между разнородными материалами, типа медь–сталь, алюминий–титан и др. В промышленности её используют при изготовлении режущего инструмента, валов, штоков с поршнями, пуансонов и т.п., сваривая заготовки диаметром 0,75–140 мм. Основные типы получаемых соединений показаны на рис. 5.30.

Главными достоинствами сварки трением являются: 1) высокая производительность; 2) малые затраты энергии (в 5–10 раз меньше контактной стыковой сварки); 3) возможность сварки разнородных материалов; 4) стабильность качества; 5) отсутствие таких вредных явлений, как ультрафиолетовое излучение, газовые выделения, брызги раскалённого металла.

а)   б)                 г)   д) Рис. 5.30. Типы соединений, получаемых сваркой трением: а – сварка стрежней встык; б – сварка труб встык; в – сварка встык стрежня с трубой; г – приварка стрежня к листу или массивной детали; д – приварка трубы к листу