Линейная сварка трением

Схема линейной (вибрационной) сварки тре­нием представлена на рисунке 1.7. Колеба­тельные движения в плоскости трения одной из свариваемых деталей относи­тельно другой с небольшой амплитудой и частотой порядка нескольких десят­ков герц. Этот способ применяется при сварке пластмасс. Основные пре­имущества его сводятся к обеспечению соединения двух заранее взаимно сори­ентированных деталей, а также соеди­нения деталей произвольного про­филя сечения, к возможности одно­временной сварки на одной машине нескольких пар однотипных деталей. Основные недостатки указанного способа – невозможность сварки тонкостенных деталей; значительный шум при работе такой машины и слож­ность технической реализации.

Линейная сварка трением (LFW) используется, когда преимущества сварки трением желательны, но геометрия деталей не позволяют использовать традиционную ротационную сварку трением. LFW использует колебательные движения, а не вращательное, чтобы создать тепло, необходимое для сварки. LFW распространяется на самые разнообразные части геометрии, и не ограничен по площади сварного шва или толщины.

Рисунок 1.7 – Линейная (вибрационная) сварка трением

Институт сварки совместно с компанией Boeing осуществляет разработки в области линейной сварки трением с демонстрацией ее возможностей для производства заготовок по форме изделия из титановых сплавов. Технология предполагает удержание вибрирующего элемента вплотную к неподвижному блоку. Нагрев при трении создается поступательным движением, два блока проковываются, в результате чего получается прочное однородное соединение. Такая технология считается более рентабельной по сравнению с традиционными методами производства, и компания Boeing подала заявку на патент (№ US2005127140). Обширная программа исследований выявила возможности экономии значительного количества титана и в дальнейшем снижение стоимости механической обработки.

Линейная сварка трением успешно применяется в авиадвигателестроении для соединения лопаток с дисками (получения так называемых блисков, рисунок 1.8). Ее используют также ведущие машиностроительные компании, такие как Rolls Royce, MTU Engines, Pratt & Whitney, Boeing. Помимо изготовления новых изделий, перспективным является использование ЛСТ в ремонтном производстве.

В России работы по внедрению технологии ЛСТ для создания авиационных двигателей нового поколения в настоящее время проводятся на ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» (УМПО). С этой целью на предприятии создан экспериментальный участок ЛСТ, оборудование для которого поставила французская компания ACB. На этом участке происходит отработка новой технологии, в частности, при сварке металлических брусков и имитаторов секции блиска.

Рисунок 1.8 – Турбинное колесо, изготовленное с использованием технологии линейной сварки трением