Способ сварки трением с перемешиванием и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано при сварке трением с перемешиванием. В процессе сварки осуществляют слежение и регулирование загрузки перемещаемого сварочного инструмента по давлению загрузки. Осуществляют контроль расположения свариваемых кромок относительно подкладного элемента, раскрытия стыка свариваемых заготовок, деформации подкладного элемента и геометрического положения сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента. В автоматическом режиме изменяют загрузку сварочного стержня для обеспечения постоянного зазора между его торцом и опорной поверхностью подкладного элемента за счет возвратно-поступательного перемещения сварочного стержня. Система слежения и регулирования сварочного инструмента включает связанные с блоком управления через контроллеры датчики давления и линейных перемещений. Средство слежения за загрузкой сварочного стержня обеспечивает слежение загрузки сварочного инструмента в автоматическом режиме по геометрическому положению сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента в зависимости от фактической загрузки его опорной части в свариваемый материал. Изобретение исключает вероятность внедрения сварочного стержня в опорную поверхность подкладного элемента, повышает надежность сварочного инструмента и качество сварки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к сварке, а именно к способу и оборудованию для сварки трением с перемешиванием.

Из патентной литературы известен способ сварки трением с перемешиванием, заключающийся во внедрении в стык свариваемых заготовок составного вращающегося инструмента, состоящего из сварочного стержня и опорного корпуса, и продвижении его вдоль свариваемого стыка с поджатием пластифицированных кромок заготовок и формировании сварного соединения в результате термофрикционного контакта, возникающего в процессе объемного и плоского перемешивания свариваемого материала рабочими поверхностями инструмента (например, см. патент США №5893507, МКИ В23К 20/12, НКИ 228/2.1, 1999 г.). В том же источнике информации рассмотрено устройство для осуществления указанного способа сварки, включающее в себя сварочный инструмент, состоящий из опорного корпуса и размещенного в нем сварочного стержня с возможностью его осевого перемещения относительно опорного корпуса при помощи механизма перемещения, встроенного в корпус сварочной головки.

Процесс сварки трением с перемешиванием может осуществляться со слежением загрузки сварочного инструмента в свариваемый стык заготовок по двум вариантам: давлению или геометрическому положению. При формировании сварного шва не исключена вероятность раскрытия сварного стыка и подъема свариваемых кромок вследствие их неравномерного прилегания к опорной поверхности подкладного элемента, вызванная отклонениями от геометрических размеров сборочных деталей и оснастки при сборке, а также при сварке в результате воздействия температуры трения и возникающих сварочных напряжений и деформаций. Вследствие указанных выше причин при сварке со слежением по давлению имеется большая вероятность внедрения сварочного стержня в подкладной элемент, в результате чего произойдет поломка сварочного стержня, а при сварке со слежением по геометрическому положению, вследствие того, что сигнал слежения невозможно взять с поверхности подкладного элемента, и, как правило, этот сигнал берется с поверхности свариваемых заготовок, сварочное усилие не будет величиной постоянной, и при корректировке загрузки инструмента в стык свариваемого материала появляется вероятность внедрения сварочного стержня в подкладной элемент, или, наоборот, недозагрузка сварочного инструмента не позволит качественно сформировать сварной шов, т.к. система слежения не может автоматически изменять загрузку сварочного инструмента в свариваемый материал, а также сварочного стержня относительно подкладного элемента и опорного корпуса. К тому же, вследствие неравномерного обжатия кромок свариваемых заготовок на подкладном элементе, их деформации при воздействии сварочного усилия и фрикционного тепла, при работе со слежением загрузки сварочного инструмента по давлению в процессе сварки наблюдается неконтролируемый подъем кромок и, как следствие, невозможность формирования сварного шва, а со слежением по геометрическому положению наблюдается «тоннельный» дефект сварного шва, что приводит к неудовлетворительному формированию сварного шва, и, кроме того, не представляется возможным выдерживать постоянной величину зазора h между торцом сварочного стержня и опорной поверхностью подкладного элемента.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков с достижением технического результата в виде устранения внедрения сварочного стержня в опорную поверхность подкладного элемента, повышение качества сварного соединения и надежности сварочного инструмента, а также расширение арсенала технических средств и технологических возможностей при проведении сварки. Данная задача решается тем, что в способе сварки трением с перемешиванием, включающем в себя внедрение в стык свариваемых заготовок составного вращающегося инструмента, содержащего опорный корпус и сварочный стержень с возможностью его осевого перемещения относительно опорного корпуса, продвижение инструмента вдоль свариваемого стыка с поджатием пластифицированных кромок заготовок и формирование сварного соединения в результате термофрикционного контакта, возникающего в процессе объемного и плоского перемешивания свариваемого материала рабочими поверхностями сварочного инструмента, при этом в процессе сварки осуществляют слежение и регулирование загрузки перемещаемого сварочного инструмента по давлению загрузки, отличающемся тем, что в процессе сварки прижимают кромки свариваемых заготовок посредством роликов, при этом при слежении загрузки сварочного инструмента дополнительно осуществляют контроль расположения свариваемых кромок относительно подкладного элемента, раскрытия стыка свариваемых заготовок и деформации подкладного элемента, а также дополнительно контролируют геометрическое положение сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента в зависимости от фактической загрузки опорной части упомянутого корпуса в свариваемый материал, при этом в автоматическом режиме изменяют упомянутую загрузку сварочного стержня для обеспечения постоянного зазора между его торцом и опорной поверхностью подкладного элемента за счет возвратно-поступательного перемещения сварочного стержня.

Кроме того, эта задача решается и тем, что предлагается устройство для сварки трением с перемешиванием, содержащее установленную на каретке сварочную головку с составным сварочным инструментом, состоящим из опорного корпуса и сварочного стержня, размещенного с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения относительно опорного корпуса при помощи механизма перемещения, встроенного в корпус сварочной головки, а также систему слежения и регулирования сварочного инструмента по давлению при его перемещении в процессе сварки, включающую датчик давления, связанный с блоком управления через контроллер слежения загрузки сварочного инструмента, отличающееся тем, что оно снабжено передним и боковыми роликами, а упомянутая система слежения снабжена установленным на корпусе сварочной головки датчиком линейных перемещений для измерения расстояния до наружной поверхности свариваемых заготовок, связанным с упомянутым блоком управления через контроллер линейного перемещения, а также средством слежения за загрузкой сварочного стержня относительно опорного корпуса, связанным с контроллером слежения загрузки сварочного инструмента, для изменения в автоматическом режиме упомянутой загрузки по геометрическому положению сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента в зависимости от фактической загрузки его опорной части в свариваемый материал.

В предлагаемом способе сварки трением с перемешиванием, при котором составной вращающийся инструмент, состоящий из опорного корпуса и сварочного стержня, наряду с режимом работы со слежением по давлению дополнительно осуществляют режим слежения загрузки сварочного стержня по геометрическому положению относительно опорного корпуса инструмента в зависимости от фактической загрузки его опорной части в свариваемый материал, с использованием обратной связи, корректирующей отслеживаемое расстояние до обжатой поверхности свариваемых заготовок с использованием датчика линейных перемещений с исполнительным механизмом и механизма перемещения сварочного стержня, связанные с блоком управления через контроллер слежения, т.е. при изменении отслеживаемого расстояния сварочный стержень осуществляет соосное возвратно-поступательное перемещение по отношению к опорному корпусу инструмента в зависимости от фактической загрузки его опорной части в свариваемый материал и тем самым обеспечивает постоянной величину зазора между торцом сварочного стержня и опорной поверхностью подкладного элемента.

Устройство для осуществления предлагаемого способа сварки, входящее в состав сварочной головки 1, включает в себя прижимные ролики 2, 3, расположенные рядом со сварочным инструментом 4 спереди и по бокам, датчик линейных перемещений 5, механизм перемещения сварочного стержня с электроприводом 6, блок управления 7 с программным обеспечением и системой слежения за загрузкой сварочного стержня 8 относительно опорного корпуса 9, обеспечивающей постоянство зазора между торцом сварочного стержня 8 и опорной поверхностью 10 подкладного элемента 11 на всем протяжении сварного шва. Контроллер 12 блока управления 7 при помощи датчика линейных перемещений 5 фиксирует расстояние Н от корпуса сварочной головки 1 до обжатой поверхности свариваемых заготовок 13, 14 после загрузки сварочного инструмента 4 по геометрическому положению, и при изменении его загрузки следящая система осуществляет дозагрузку сварочного инструмента 4 в свариваемый материал до заданной величины с использованием обратной связи, а также сварочного стержня 8 во время сварки с учетом отжима сварочной головки 1 и обжатой поверхности подкладного элемента 10 при воздействии сварочных усилий Рсв сварочного инструмента 4 и усилий прижима Рпр прижимных роликов 2, 3, а также с учетом фактической загрузки опорного корпуса 9 в свариваемый материал, в том числе и величины раскрытия стыка свариваемых заготовок 13, 14.

Сварочное давление на сварочном инструменте Рсв создается за счет перемещения сварочной головки, установленной на каретке 15, перемещаемой по направляющим 16. Контроллер 17 блока управления 7 поддерживает сварочное давление инструмента на заданном значении. Слежение загрузки сварочного инструмента 4 по давлению осуществляют при помощи датчика давления 18, установленного на винте шарико-винтовой пары 19 (ШВП) подвижной части сварочной головки 1. При изменении сварочного давлении ШВП 19 перемещает ходовой винт каретки 15 в ту или другую сторону и тем самым поддерживает величину сварочного давления на заданном значении.

Предлагаемые способ и устройство для сварки трением с перемешиванием описаны более подробно с использованием схемных чертежей на Фиг. 1, 2, 3. Устройство для осуществления предлагаемого способа сварки работает следующим образом. После сборки свариваемых заготовок 13, 14 на подкладном элементе 10 независимые прижимные передний и боковые ролики 2, 3 и клавишные прижимы 19 прижимают кромки свариваемых заготовок 13, 14 к опорной поверхности подкладного элемента 10. Прижимные ролики 2, 3 крепятся на толкателях 20 гидроцилиндров 21, расположенных в корпусе сварочной головки 1. Усилие прижима роликов Рпр регулирует гидравлическая система, поддерживающая постоянной величину рабочего давления в гидроцилиндрах 21. После чего сварочный стержень 8 выдвигается на заданный размер относительно опорного корпуса 9, торцом сварочного стержня 8 берется касание поверхности стыка свариваемых заготовок, его перемещение обнуляется, и вращающийся составной сварочный инструмент 4 загружается в свариваемый стык по геометрическому положению на расчетную величину, создавая при этом необходимое сварочное давление загрузки. После чего перемещение сварочного инструмента 4 переключают на работу со слежением по номинальному давлению, а сварочный стержень 8 дополнительно начинает осуществлять режим слежения загрузки по геометрическому положению относительно изменяемой во время сварки величины заглубления торца опорного корпуса 9 в свариваемый материал, используя алгоритм обратной связи, заложенный в контроллерах слежения 11, 17 блока управления. Далее производится сварка заготовок по заданным режимам. При изменении расположения свариваемых заготовок 13, 14 относительно подкладного элемента 10, таких как наличие зазора по свариваемому стыку или по сопряженным поверхностям заготовок и подкладного кольца, а также деформации упомянутых заготовок и кольца при их обжатии прижимными роликами 2, 3 и воздействии сварочного давления, сварочный инструмент 4 перемещается в соответствующем направлении (вверх-вниз) относительно теоретического контура поверхности свариваемых заготовок 13, 14, а при изменении расстояния Н от датчика линейного перемещения 5 до обжатой поверхности стыка свариваемых заготовок 13, 14 толщиной 6, что означает заглубление опорного корпуса 9 инструмента 4 в свариваемый материал на величину, отличную от номинальной, сварочный стержень 8 перемещается на эту же величину в противоположном направлении относительно оси опорного корпуса 9, обеспечивая постоянство зазора (h=0,2 мм) между торцом сварочного стержня 8 и опорной поверхностью подкладного элемента 10. Датчик линейных перемещений 5 устанавливается на подвижной части сварочной головки 1, а размер Н контролируется до обжатой поверхности свариваемых заготовок 13, 14 и может браться по двум вариантам:

- непосредственно с обжатой поверхности стыка свариваемых заготовок 13, 14 между передним и боковыми прижимными роликами 2, 3, при этом датчик линейных перемещений 5 расположен соосно со сварочным инструментом 4 по линии сварного стыка (Фиг. 1, 3);

- непосредственно с обжатой поверхности свариваемых заготовок 13, 14 сбоку от оси боковых прижимных роликов 3 (Фиг. 2, 3).

В предлагаемом устройстве может быть использован электронный датчик линейных перемещений 5, в котором для замера расстояния Н используется лазерный луч, при изменении длины которого корректируются перемещения сварочного инструмента 4 при загрузке и сварочного стержня 8 при сварке. Точки слежения 22 от датчика линейных перемещений 5 расположены на наружной поверхности обжатой зоны свариваемых заготовок 13, 14 между прижимными роликами 2, 3 и выбираются по одной из кромок заготовок 13, 14. Возможна работа устройства с подпружиненными роликами.

Обработка данных съема показаний датчиков давления и линейных перемещений производится в котроллерах 11, 17 блока управления 7 с системами слежения и заложенным в них программным обеспечением.

Благодаря использованию предлагаемого способа сварки трением с перемешиванием и устройства для его осуществления достигается поставленный результат в виде исключения вероятности внедрения рабочего стержня в опорную поверхность подкладного элемента и повышения качества сварки.

1. Способ сварки трением с перемешиванием, включающий внедрение в стык свариваемых заготовок составного вращающегося инструмента, содержащего опорный корпус и сварочный стержень с возможностью его осевого перемещения относительно опорного корпуса, продвижение инструмента вдоль свариваемого стыка с поджатием пластифицированных кромок заготовок и формирование сварного соединения в результате термофрикционного контакта, возникающего в процессе объемного и плоского перемешивания свариваемого материала рабочими поверхностями сварочного инструмента, при этом в процессе сварки осуществляют слежение и регулирование загрузки перемещаемого сварочного инструмента по давлению загрузки, отличающийся тем, что в процессе сварки прижимают кромки свариваемых заготовок посредством роликов, при этом при слежении загрузки сварочного инструмента дополнительно осуществляют контроль расположения свариваемых кромок относительно подкладного элемента, раскрытия стыка свариваемых заготовок и деформации подкладного элемента, а также дополнительно контролируют геометрическое положение сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента в зависимости от фактической загрузки опорной части упомянутого корпуса в свариваемый материал, при этом в автоматическом режиме изменяют упомянутую загрузку сварочного стержня для обеспечения постоянного зазора между его торцом и опорной поверхностью подкладного элемента за счет возвратно-поступательного перемещения сварочного стержня.

2. Устройство для сварки трением с перемешиванием, содержащее установленную на каретке сварочную головку с составным сварочным инструментом, состоящим из опорного корпуса и сварочного стержня, размещенного с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения относительно опорного корпуса при помощи механизма перемещения, встроенного в корпус сварочной головки, а также систему слежения и регулирования сварочного инструмента по давлению при его перемещении в процессе сварки, включающую датчик давления, связанный с блоком управления через контроллер слежения загрузки сварочного инструмента, отличающееся тем, что оно снабжено передним и боковыми роликами, а упомянутая система слежения снабжена установленным на корпусе сварочной головки датчиком линейных перемещений для измерения расстояния до наружной поверхности свариваемых заготовок, связанным с упомянутым блоком управления через контроллер линейного перемещения, а также средством слежения за загрузкой сварочного стержня относительно опорного корпуса, связанным с контроллером слежения загрузки сварочного инструмента, для изменения в автоматическом режиме упомянутой загрузки по геометрическому положению сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента в зависимости от фактической загрузки его опорной части в свариваемый материал.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано при получении модуля для накопления энергии посредством соединения двух конденсаторов или суперконденсаторов (10). Каждый герметичный корпус (14) конденсатора или суперконденсатора содержит трубчатый элемент (16) и по меньшей мере одну крышку (18), закрывающую трубчатый элемент на его конце.

Изобретение может быть использовано для сварки трением с перемешиванием (СТП) вращающимся инструментом. Инструмент для СТП изготовлен из быстрорежущей стали и выполнен в виде сплошного стержня, верхняя часть которого предназначена для закрепления в приводе вращения.

Изобретение может быть использовано для изготовления сварных конструкций фрикционной сваркой с перемешиванием, в частности, тавровых соединений в металлических профилях, панелях и т.п.
Изобретение может быть использовано для получения сварных конструкций алюминиевых сплавов методом сварки трением с перемешиванием, в частности для соединения листов из сплавов системы Al-Mg.

Изобретение может быть использовано для соединения сваркой трением с перемешиванием деталей из дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов. Детали прижимают по линии соединения друг к другу и вводят вращающийся сварочный инструмент в зону соединения деталей.
Изобретение может быть использовано для повышения технологических и эксплуатационных характеристик сварных конструкций и сложных деталей, изготовленных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, полученных сваркой трением с перемешиванием, в частности, при изготовлении различных конструкций для автомобильной промышленности, например для производства дисков автомобильных колес.

Изобретение может быть использовано при обработке твердых материалов, в частности, сваркой трением, или фрезерованием, или сверлением. На одном конце корпуса обрабатывающего вращающегося инструмента расположен хвостовик, а на другом его конце - рабочая часть с обрабатывающим элементом.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении барабана турбомашины, который содержит по меньшей мере два роторных диска (46, 48) для рабочих лопаток.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электрохимического анода, сформированного с использованием сварки трением с перемешиванием (FSW). Электрохимический анод включает токопроводящую шину и свинецсодержащий анодный лист, электрически связанный с токопроводящей шиной.

Изобретение может быть использовано при сварке блисков. На диске и лопатке формируют выступы с поверхностями контакта при сварке трением с необходимым технологическим припуском Р на периферии свариваемых деталей.

Изобретение может быть использовано при изготовлении моноколес, применяемых преимущественно в роторах газотурбинных двигателей. Способ включает получение заготовки лопатки газотурбинного двигателя штамповкой с образованием аэродинамического профиля в каждом сечении пера лопатки и образованием хвостовика с их последующей механической обработкой. При штамповке заготовки лопатки хвостовик выполняют в виде выступа с замкнутым вокруг пера лопатки контуром, отстоящим от контура поперечного сечения пера лопатки на 1-5 мм. После механической обработки хвостовика к нему посредством сварки присоединяют сформированные механической обработкой накладки, которые имеют сопрягаемые с выступом поверхности. Размер и форму накладок выбирают с обеспечением необходимого напуска для захвата и удержания лопатки в сварочной машине при линейной сварке трением. Накладки можно присоединять к выступу посредством диффузионной сварки. Изобретение позволяет сократить трудоемкость и материалоемкость изготовления заготовок лопаток, присоединяемых к диску линейной сваркой трением. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано для выполнения стыковых соединений деталей из алюминиевых жаропрочных сплавов толщиной 2…6 мм. Используют сварочный инструмент с пином, выполненным в форме усеченного конуса длиной 1,8…5,7 мм с тремя «левыми» резьбовыми канавками, и опорным буртом диаметром 8…18 мм со спиральной канавкой. Погружение инструмента в стык соединяемых деталей осуществляют с минимальной скоростью вертикального перемещения 7…12 мм/мин и высокой скоростью вращения 350…500 об/мин до достижения заданной глубины, равной 90…95% толщины свариваемых деталей. Угол инструмента при этом изменяют относительно вертикальной оси с 0 до -1,5…-2,5°. Затем, сохраняя угол и скорость вращения, инструмент перемещают вдоль линии стыка со скоростью 220…300 мм/мин при постоянном осевом усилии, равном 12…15 кН, управляемом датчиками обратной связи. Способ позволяет предотвратить износ инструмента, устранить внутренние дефекты и обеспечить прочность сварного соединения до 90% от предела прочности основного материала. 2 ил.

Изобретение относится к способу сварки трением с перемешиванием стыковых соединений из алюминиевых деформируемых сплавов. Используют сварочный инструмент с пином, выполненным длиной 5,8…11,8 мм цилиндрической формы с левосторонней резьбой и опорным буртом диаметром 18…28 мм. Перед сваркой производят закрепление листовых деталей толщиной 6…12 мм в тисках и фрезерование свариваемых кромок по плоскости. Погружают вращающийся инструмент в стык соединяемых деталей до достижения заданной глубины, равной 95-98% толщины свариваемых деталей. Погружение инструмента в стык соединяемых деталей осуществляют с минимальной скоростью вертикального перемещения 10…16 мм/мин и высокой скоростью вращения 300…500 об/мин, при этом угол инструмента изменяют относительно вертикальной оси с 0° до -1,0°…-2,0°. Глубину погружения инструмента регулируют в соответствии со значениями осевого усилия, получаемыми с датчиков обратной связи станка. Затем, сохраняя угол и скорость вращения, инструмент перемещают вдоль линии стыка со скоростью 300…400 мм/мин при постоянном осевом усилии 23…34 кН. По окончании сварки поднимают вращающийся инструмент и выводят из стыка. Заявляемый способ позволяет повысить твердость сварного шва. 9 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для получения сваркой трением соединения «труба - трубная решетка», например, при изготовлении теплообменных аппаратов. На свариваемых торцах трубы и трубной решетки устанавливают шайбу, внутренний диаметр которой равен проходному сечению трубы, внешняя ее поверхность имеет коническую и цилиндрическую части, а кромки трубы и отверстия трубной решетки имеют внутренние конические поверхности с углом скоса, соответствующим углу скоса конической поверхности шайбы. Приводят во вращение шайбу с усилием прижатия и последующим проковочным усилием после прекращения ее вращения. Особенностью способа соединения узла «труба - трубная решетка» является выполнение полости заданных размеров, полученной путем дополнительной расточки отверстия в трубной решетке. Такая полость обеспечивает в процессе сварки трением выдавливание разогретого металла (грата) и вынос в нее поверхностных загрязнений как с наружной поверхности трубы, так и с трущихся конических поверхностей трубной решетки и шайбы. За счет предотвращения попадания загрязнений в сварной шов достигается повышение его качества. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для соединения сваркой трением с перемешиванием высокопрочной конструкционной стали в виде листов или плит. Способ обеспечивает устранение неоднородности нагрева и пластического течения, создаваемого в результате перемешивания размягченных участков. Условия проведения сварки трением с перемешиванием соответствуют следующим параметрам: скорость вращения инструмента составляет от 100 об/мин до 1000 об/мин, крутящий момент инструмента – от 50 н⋅м до 500 н⋅м, а скорость сварки – от 10 мм/мин до 1000 мм/мин. Показатель чувствительности стали к растрескиванию Pcm, рассчитанный по формуле (1), удовлетворяет соотношению 0,18≤Pcm≤0,30. Величина подвода тепла при сварке HI, рассчитанная по формуле (2), находится в диапазоне от 1,5 до 20 и удовлетворяет формуле (3) при соотношении с величиной Pcm, причем . 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 ил.

Изобретение может быть использовано для получения неразъемных соединений деталей из разнородных материалов, одна из которых выполнена из пластичного металла. В первой детали (1) выполняют резьбовые отверстия (2). На детали (3) из пластичного металла выполняют углубления (4) под головки крепежных элементов (5), соосные отверстиям (2). Скрепляют детали (1) и (3) крепежными элементами (5), при этом заглубляют головки крепежных элементов (5) в углублениях (4) до образования свободного пространства между головками и поверхностью детали (3). Воздействуют на деталь (3) из пластичного металла вращающимся цилиндрическим инструментом (6) для нагрева до температуры, вызывающей его пластификацию. При перемещении инструмента заполняют упомянутое свободное пространство углублений пластифицированным металлом (7) второй детали (3) с обеспечением закрытия в них головок крепежных элементов (5) с получением герметичного неразъемного соединения. В процессе нагрева второй детали при перемещении цилиндрического вращающегося инструмента (6) проводят охлаждение первой детали. Способ обеспечивает высокую конструктивную прочность неразъемного соединения разнородных материалов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение может быть использовано при изготовлении сварных конструкций из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов с применением сварки трением с перемешиванием. Осуществляют равноканальное угловое прессование исходной заготовки по маршруту ВС не менее чем за 8 проходов с комбинированием температуры нагрева в диапазоне 250-500°C из условия получения рекристаллизованной структуры алюминиевого сплава заготовки с объемной долей рекристаллизационных зерен не менее 75%. Затем проводят изотермическую прокатку полученной заготовки при температуре, не менее, чем температура проведения прессования, и не более чем на 50°C превышающей упомянутую температуру, с получением листовых полуфабрикатов заданного размера. После чего соединяют полученные листовые полуфабрикаты сваркой трением с перемешиванием. Выбирают частоту вращения инструмента и скорость его подачи из условия получения структуры сварного соединения, идентичной структуре полуфабриката алюминиевого сплава. Предлагаемый способ обеспечивает повышение эксплуатационной надёжности сварных конструкций.
Изобретение относится к области сварки трением. Для получения инструмента для сварки трением с перемешиванием алюминиевых сплавов с высокой технологичностью, высокой надежностью и долговечностью в процессе эксплуатации при температуре вплоть до 500°С исходную заготовку из инструментальной штамповой стали, имеющей твердость не более 25 HRC, вытачивают на токарном станке до требуемого размера инструмента с припуском от 0,2 до 0,5 мм, подвергают последующей термической обработке, состоящей из закалки и отпуска при температуре не ниже 500 °С с обеспечением твердости не ниже 54 HRC после отпуска и доводят размер инструмента до требуемого путем точения со снятием припуска.

Изобретение может быть использовано при сварке трением с перемешиванием. В процессе сварки осуществляют слежение и регулирование загрузки перемещаемого сварочного инструмента по давлению загрузки. Осуществляют контроль расположения свариваемых кромок относительно подкладного элемента, раскрытия стыка свариваемых заготовок, деформации подкладного элемента и геометрического положения сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента. В автоматическом режиме изменяют загрузку сварочного стержня для обеспечения постоянного зазора между его торцом и опорной поверхностью подкладного элемента за счет возвратно-поступательного перемещения сварочного стержня. Система слежения и регулирования сварочного инструмента включает связанные с блоком управления через контроллеры датчики давления и линейных перемещений. Средство слежения за загрузкой сварочного стержня обеспечивает слежение загрузки сварочного инструмента в автоматическом режиме по геометрическому положению сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента в зависимости от фактической загрузки его опорной части в свариваемый материал. Изобретение исключает вероятность внедрения сварочного стержня в опорную поверхность подкладного элемента, повышает надежность сварочного инструмента и качество сварки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх