Сварка трением. 
Материаловедение и технология материалов

Метод основан на образовании сварного соединения под влиянием давления и нагрева, причем нагрев осуществляется трением, вызываемым вращением одной из свариваемых деталей. Благодаря нагреву 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 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. 24.9.

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. Вместо величины осадки при нагреве в качестве параметра режима сварки можно использовать длительность нагрева, гак как эти величины связаны между собой прямо пропорционально.

Для облегчения процесса сварки трением, в частности с целью 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, нашедшего применение в машиностроении при изготовлении ряда ответственных деталей.

Рис. 24.9. 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 Большой экономический эффект достигнут при внедрении сварки трением заготовок различного режущего инструмента для цехов механической обработки.

Рис. 24.10. Схема сварки трением:

• 1 — стальной электрод;
• 2 — листы; 3 — шов

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

Однако разработан способ сварки трением, позволяющий производить сварку листов встык. Суть его легко представить из схемы, приведенной па рис. 24.10. Инструмент из стали вращается с большой скоростью и заглубляется в металл, который нагревается за счет трения до свариваемой температуры. Усиление шва достигается благодаря особой форме инструмента. Перемещая электрод со скоростью сварки вдоль стыка, получают шов необходимой протяженности. Имеются примеры сварки листов длиной до 6 м, а также сварки продольным швом алюминиевых цилиндрических корпусов электродвигателей, состоящих из двух полукорпусов.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Приведите сравнительные характеристики термических и термомеханических способов сварки.
• 2. Какие факторы могут повлиять на прочность точки при контактной сварке?
• 3. В чем заключаются жесткий и мягкий режимы точечной сварки? Назовите рациональную область использования каждого из них.
• 4. Каковы особенности технологических контактных сварных соединений?
• 5. Назовите способы повышения производительности точечной сварки.
• 6. Чем объяснить повышение затраты энергии при роликовой сварке по сравнению с точечной?
• 7. Каковы наиболее рациональные области применения стыковой сварки сопротивлением и оплавлением?
• 8. Какие технологические возможности обеспечиваются при конденсаторной сварке и за счет чего?
• 9. Что является параметрами режима при диффузионной сварке?
• 10. В чем заключается принцип нагрева при индукционно-прессовой сварке?
• 11. Каковы особенности применения сварки трением?