Зварювання тертям

План

1. Сутність зварювання тертям

2. Процес формування з’єднання зварюванням тертя

3. Основні види зварювання тертям

3.1 Звичайне зварювання тертям

3.2 Інерційне зварювання тертям

4. Матеріали що зварюються зварюванням тертя

5. Види зварних з’єднань

6. Основні параметри режимів зварювання

7. Сфера застосування

1. Сутність зварювання тертям

Зварювання тертям –зварювання, при якому нагрівання здійснюється за рахунок перетворення механічної енергії на теплову при терті деталей одна об другу.

Таке зварювання застосовується в основному для осесиметричних деталей. При відносному обертанні тонкий шар металу на їх торцях нагрівається до температури, яка близька до температури плавлення (не допускаючи оплавлення), а після закінчення обертання при накладанні високого тиску отримується з’єднання без введення присадочного матеріалу.

Орбітальне зварювання – деталі відносно одна одної рухаються за орбітою та за мірою їх прогрівання їх осі суміщаються з віссю обертання.

Коливальні рухи однієї чи обох деталей дозволяють зварювати деталі з суттєво відмінними від круга перерізами. Таким чином поверхня тертя може бути плоскою, конічною, циліндричною чи більш складної форми. Стержень до деталі з отвором, меншим його діаметра приварюється одночасно по плоскій та циліндричній поверхням.

Деталі стискаються постійним (А) зростаючим (Б, В) тиском чи тиском, що знижується (Г).

Малий р_с (10...20МПа) полегшує початок обертання круглих деталей, великий р_с в кінці забезпечує якісне формування з’єднаннь при осаджуванні.

При великому початковому р_с прискорюється нагрівання, а при малому – зменшується деформація та втрати матеріалу

2. Процес формування з’єднання зварюванням тертя

В процесі тертя поверхні, що труться одна об одну нагріваються. Оскільки вони не можуть бути ідеально рівні, контакт спочатку виникає в окремих точках. Температура на цих ділянках підвищується, але швидко падає в результаті інтенсивного тепловідводу. Середня температура в зоні з’єднання зростає, оскільки плівки руйнуються та з’являються місцеві зони оплавлення.Вони миттєво руйнуються,але потім знову з’являються нові, такі ж самі зони. Зі збільшенням кількості цих зон оплавлення зростає момент тертя, необхідний для їх руйнування. Після досягнення максимума момент тертя знову зменшується, що свідчить про зниження середнього коефіцієнта тертя внаслідок зглажування поверхонь та зменшення міцності металу внаслідок підвищення Т. Саме з’єднання наступає при осаджуванні.

3. Види зварювання тертям

Розрізнябть два види:

· Звичайне зварювання тертям

· Інерційне зварювання тертям

3.1 „Звичайне” зварювання тертям

Одна деталь затиснута нерухомо, друга обертається з частотою 1800...5400об/хв. При терті деталі стискуються з силою 20...100МПА. При досяганні температури зварювання (приблизно через 1-100с) деталь, що обертається зупиняється за 0.1-0.5с і здійснюється зварювання під тиском осаджування 40...280МПа. Зупинка здійснюється вимиканням електродвигуна та його гальмування за допомогою дискового чи колодкового гальма. Після вмикання муфти також зварювання може відбуватися шляхом сумісного обертання „нерухомої деталі” разом з рухомою.

3.2 Інерційне зварювання тертям

Деталь, що обертається кінематично з’єднана з маховиком, який приводиться в рух електродвигуном з частотою 900-5400об/хв. Кінетична енергія, закумульована в маховику.

І – момент інерції маховика

ω=2π f – кутова швидкість

f – частота обертання.

При розгоні маховика, в момент коли накопичена енергія досягае завданої величини маховик від’єднується від приводу. Нерухому деталь та деталь, що обертається стискують тиском 40...280Мпа. Внаслідок опору тертя відносна швидкість обертання швидко падає, через 0.1...2 с деталь, що оберталася зупиняється.

4. Матеріали, що зварюються зварюванням тертя

Сталі

Кольорові метали, в тому числі в різнорідних сполученнях, наприклад Cu-Al Al-Al-сплaви, Al-мідні сплави.

5. Види зварних з’єднань

Необхідно щоб, хоча б одна деталь була циліндричною чи трубчастою

1. стержень – стержень (з різними діаметрами)

2. стержень – труба

3. труба – труба

4. стержень – пластина

5. труба – пластина

6. стержень пластина (без попередньої підготовки)

7. труба – пластина (без попередньої підготовки)

6. Параметри режима зварювання

Тиск осадження залежить від зварних матеріалів. Для легованих сталей – 10...50МПа. Для низьколегованої сталі 50...100МПа. Для високолегованих – 100...250МПа.

Тиск на етапі тертя не перевищує 50% тиску осаджування. Осьове вкорочення при осаджуванні 5-8мм. Час зварювання малих діаметрів 3...6с, при великих – до 120с.

7. Сфера застосування

В основному для осесиметричних деталей міжсобою та пластинами чи масивними деталями:

· в інструментальному виробництві

· в автобудуванні (випускні клапани двигунів внутрішнього згоряння, колінчасті вали, важелі скриньок передач, ободи, камери попереднього замороження) і т.д.

Дата добавления: 2014-01-11