Сварка трением. Метод основан на образовании сварного соединения под влиянием дав­ления и нагрева, при котором нагрев осуществляется трением

Метод основан на образовании сварного соединения под влиянием дав­ления и нагрева, при котором нагрев осуществляется трением, вызываемым вращением одной из свариваемых деталей. Вследствие нагрева достигаются значительные пластические деформации при меньших давлениях.

Образование прочного соединения происходит в результате возникно­вения металлических связей между чистыми контактирующими поверхно­стями. Неровности, различные включения и пленки, препятствующие обра­зованию этих связей, разрушаются при трении и удаляются из зоны сварки в

в г Рис. 25.4.Принципиальная схема сварки трением: а — вращение одной детали; б — вращение обеих деталей; в — сварка неподвижных деталей с вра­щающейся вставкой; г — сварка при возвратно-поступательном движении одной из деталей

процессе пластической деформа­ции, протекающей в радиальном направлении. Интенсивная очист­ка поверхности от оксидных и адсорбированных пленок позво­ляет не только обеспечивать воз­можность сварки, но и получать высокопрочные соединения. Схемы различных видов сварки трением приведены на рис. 25.4.

Основными параметрами ре­жима сварки трением являются: частота вращения свариваемых

деталей, величина осевого усилия при нагреве, величина осадки при нагреве, величина осевого усилия проковки, длительность приложения усилия про­ковки. В качестве параметра режима сварки можно использовать длитель­ность нагрева.

Для облегчения процесса сварки трением, в частности для более равно­мерного нагрева деталей, имеющих различную конфигурацию и массу, ре­комендуется предусматривать специальные выступы или проточки.

Возможность сварки трением деталей из самых разнообразных материа­лов, в том числе из разнородных, экономичность, высокая производитель­ность и качество соединения — характерные особенности этого процесса, при­меняемого в машиностроении при изготовлении ряда ответственных деталей.

Большой экономический эффект достигнут при внедрении сварки трением заготовок различного режущего инструмента для цехов механической обработки.

Ограничивают область применения сварки трением путем вращения, специфические требования к конфигурации деталей — одна или обе детали должны быть телом вращения.

25.5. Магнитоимпульсная сварка

Соединение образуется в результате соударения соединяемых частей, вы­званного воздействием импульсного магнитного поля. Принципиальная схема сварки импульсным магнитным полем приведена на рис. 25.5. Детали/7 и 6 уста­навливают так, чтобы свариваемые поверхности находились внахлестку под уг­лом друг к другу и с зазором между ними. Магнитная катушка 4 размещается внутри детали на поверхности, противоположной свариваемой. Последняя рас­полагается под некоторым углом к детали 2, установленной в опоре 5. После за­рядки конденсаторной батареи 2 от зарядного устройства 1 коммутирующее уст­ройство 3 осуществляет его разрядку на катушку 4, вокруг которой образуется магнитное поле. Его силовые линии пересекают деталь 7 и индуцируют в ней вихревые токи. Последние создают собственное магнитное поле вокруг детали. Взаимодействие магнитных полей катушки и детали приводит к отталкиванию детали от катушки. В результате возникает сила, которая придает ускорение де­тали 7 в направлении детали 6. При их соударении достигается давле­ние, необходимое для сварки. Крат­ковременностью действия импульса, динамическим характером процесса магнитоимпульсная сварка напоми­нает сварку взрывом. Строение ме­талла в зоне контакта после сварки этими методами тоже имеет много Рис 25.5. Схема магнигоимпульсной сварки

общего. Так, в обоих случаях соединение получается волнистым. Очевидно, схо­жим должен быть и механизм удаления оксидной пленки и образования металли­ческих связей. Длительность импульсов при магнитоимпульсной сварке и сварке взрывом составляет 10—100 икс, т. е. они примерно одинаковы, однако давление при сварке взрывом на порядок выше.

Кроме рассмотренной схемы сварки применяется и другой вариант, когда катушка индуктивности охватывает наружную деталь, метаемую магнитным по­лем в направлении внутренней детали. Если внутренняя деталь тонкостенная, то в нее вставляется опорная втулка, препятствующая ее смятию. Схема сварки с наружным расположением индуктора позволяет сваривать не только полые дета­ли, но и полые детали со сплошными, например с осями, валиками, тягами и т. п.

Магнитоимпульсная сварка — это высокопроизводительный процесс, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, в том числе герме­тичность, вибро- и термостойкость. Кроме сварки деталей из одинаковых металлов возможна сварка разнородных материалов, таких, как алюминий— медь, алюминий—коррозионностойкая сталь, цирконий—коррозионностой-кая сталь. Кроме того, магнитоимпульсная сварка (по сравнению со сваркой взрывом) проще с точки зрения соблюдения техники безопасности.

Контрольные вопросы

1. Какова сущность образования соединений при механических способах сварки?

2. Как удаляется оксидная пленка при различных механических способах сварки?

3. При ультразвуковой сварке каких материалов в сварном соединении необходимо создавать касательные, а каких — нормальные напряжения?

4. Почему при конденсаторной сварке (в отличие от ультразвуковой) не удается получить достаточно большой диаметр сварной точки при соединении деталей малых толщин?

5. Каковы основные области применения механических способов сварки?