Блог

Сварка трением с перемешиванием (FSW)

10 декабря 2020

За последние два десятилетия самым интересным достижением в области сварки стала разработка способа сварки трением с перемешиванием (Friction Stir Welding — FSW) (СТП). 


Сварка трением с перемешиванием – это оптимальный метод сварки цветных металлов с низкой температурой плавления, а также сварки разнородных металлов.

сварка.jpg

Применение СТП позволяет разом решить проблемные вопросы сварки плавлением, и на первый взгляд, сам способ является удивительно простым и выполнимым. Сварка осуществляется вращающимся рабочим стержнем с различным рельефом поверхности (поз. 1), который медленно погружают в стык деталей на глубину меньше толщины свариваемых кромок на величину 0,2–0,3 мм. Материал кромок за счет теплоты, выделяющейся при трении поверхности опорного бурта (поз. 2), нагревается до пластического состояния, не достигая фазы плавления. При поступательном перемещении вращающегося инструмента по стыку металл свариваемых кромок перемешивается и образуется шов (поз. 3). При этом для проведения процесса сварки необходимо создать и поддерживать постоянное давление в направлении оси инструмента, в зависимости от свариваемых толщин усилие может достигать 10 тонн.рис 1.jpg

 Принципиальная схема процесса фрикционной сварки


Вот основные характеристики сварного шва СТП, принципиально отличающие данный способ сварки от традиционного способа сварки плавлением:

— прочность сварного соединения по сравнению с основным материалом от 100% и выше;
— низкие остаточные деформации;
— отсутствие дефектов, характерных для сварки плавлением (трещины, поры, окисные включения и др.);
— сварка всех существующих видов алюминиевых сплавов, в том числе и различных сочетаний;
— отсутствие электромагнитного и радиационного излучения дуги, наличия сварочных аэрозолей;
— отсутствие необходимости применения вспомогательных материалов: защитные газы и присадочная проволока;
— отсутствие влияния человеческого фактора ввиду полной автоматизации процесса и контроля параметров в процессе сварки.


Эти преимущества по сравнению со сваркой плавлением позволили СТП найти применение в различных отраслях промышленности. Ракетно-космические агентства практически всех стран мира в той или иной степени внедрили этот процесс при изготовлении изделий РКТ. Лидерами в этой области остаются США, Евросоюз и Китай.


Промышленное применение СТП в России представлено на чебоксарском предприятии ЗАО «Сеспель» при изготовлении заготовок из сплава АМг5 для автомобильных цистерн.


рис 2.jpg

В отличие от традиционных методов сварки, FSW не производит вредных газов, шлака, брызг и громкого шума, что способствует улучшению условий рабочей среды, одновременно повышая производительность. Самое лучшее в процессе - это отличное качество и прочность сварного шва. Процесс сварки трением с перемешиванием открывает совершенно новые направления в технологиях сварки. Быстрая и высококачественная сварка алюминиевых сплавов, равно как и сплавы меди и магния, традиционно считавшихся не поддающимися сварке, теперь стала возможной.


При сварке трением с перемешиванием крайне важна конструкция сварочного инструмента. Оптимизация геометрических параметров инструмента для выделения большего тепла или для достижения более эффективного смешивания имеет два главных преимущества: лучшее разрушение и смешивание оксидной пленки (более эффективное выделение тепла), что приводит к более высокой скорости сварки, и лучшее качество. Инструменты должны обладать высокой прочностью при повышенных температурах и сохранять такую прочность продолжительное время. Сочетание материала инструмента и базового материала очень сильно влияет на срок службы инструмента.

рис 4.png


Применение

  • Авиационная промышленность
  • Автомобильная промышленность
  • Железнодорожная промышленность
  • Космическая промышленность
  • Судоходство
  • Теплопередача
  • Атомная промышленность

Учитывая уникальные возможности по сварке СТП больших толщин (до 40 мм при односторонней и 80 мм двухсторонней сварки), а также возможности сварки всех групп алюминиевых сплавов, мы имеем предпосылки для создания новых профилей для силовых строительных конструкций, жестких рамных конструкций для корпусов ж/д и автомобильной промышленностей, палубных конструкций в судостроении, различных конфигураций и конструкций систем терморегулирования (радиаторные решетки, теплообменники и др.), крупногабаритных листовых заготовок и профилей, в том числе для последующих операций формообразования, где предъявляются повышенные требования к прочности и пластичности сварных соединений. 


Если вас интересует данная тема и вы планируете приобрести оборудование для СТП. Мы готовы предоставить вам коммерческое предложение и проконсультировать по вопросам поставки. 


Звоните 8 800 700 56 82  или оставляйте заявки на сайте.

Будем рады помочь вам и вашему бизнесу!