Точечная сварка трением с перемешиванием

Принцип точечной сварки трением с перемешиванием

Точечная сварка трением с перемешиванием — это процесс сварки давлением, который работает при температуре ниже температуры плавления заготовок. Это вариант сварки трением с перемешиванием .

Описание процесса

Точечная сварка трением с перемешиванием штампованных листов

При точечной сварке трением с перемешиванием отдельные точечные сварные швы создаются путем прижима вращающегося инструмента с большой силой к верхней поверхности двух листов, которые перекрывают друг друга в нахлесточном соединении. Тепло трения и высокое давление пластифицируют материал заготовки, так что кончик штифта погружается в область соединения между двумя листами и перемешивает оксиды. Штифт инструмента погружается в листы до соприкосновения буртика с поверхностью верхнего листа. Плечо оказывает высокое давление штамповки, что обеспечивает металлургическое соединение компонентов без плавления. После короткого времени выдержки инструмент снова вытягивается из заготовок, чтобы можно было выполнять точечную сварку примерно каждые 5 секунд.

Инструмент состоит из вращающегося штифта и буртика. Штифт — это часть инструмента, которая проникает в материалы. И штифт, и выступ могут иметь профилированную форму, позволяющую проталкивать пластифицированный материал в определенном направлении и эффективно разрушать и диспергировать оксидную пленку на прилегающих поверхностях. После втягивания инструмента остается отверстие, при использовании цельных инструментов, которые уже зарекомендовали себя как очень надежные в автомобильной и железнодорожной промышленности. Часто вращающийся инструмент окружен невращающимся зажимным кольцом, с помощью которого заготовки плотно прижимаются друг к другу до и во время сварки за счет приложения зажимного усилия. Зажимное кольцо также можно использовать для уменьшения выдавливания пластифицированного материала, во избежание образования заусенцев или выступов, для подачи инертного газа или для охлаждения инструмента сжатым воздухом.

Наиболее важными параметрами процесса являются скорость и контактное давление. Это приводит к скорости подачи на врезание для данного материала заготовки. Современные пистолеты для точечной сварки можно использовать либо с помощью управления положением или усилием, либо с помощью запрограммированного управления усилием-перемещением для конкретного продукта. Зачастую управление по положению используется до достижения определенного смещения, а затем система управления во время выдержки переключается на управление по усилию. Даже во время контролируемого по усилию времени выдержки можно указать определенные значения положения, которые не следует превышать или занижать.

Пистолеты для точечной сварки

Пистолет для точечной сварки трением с перемешиванием Stirtec, прикрепленный к раме машины

Точечная сварка трением с перемешиванием выполняется с помощью пистолета для точечной сварки, который монтируется на консоли, присоединяется к шарнирному роботу с фланцем или управляется вручную с помощью балансира к детали.

Преимущества процесса

Точечная сварка трением характеризуется рядом технологических преимуществ. Никаких повреждений материала, вызванных чрезмерным нагревом, например, при лазерной или дуговой сварке, не произойдет. В частности, у искусственно состаренных алюминиевых сплавов прочность сварного шва и зоны термического влияния значительно выше, чем при традиционных способах сварки.

Промышленное использование

Точечная сварка трением с перемешиванием обладает высокой прочностью, поэтому подходит даже для деталей, подвергающихся особо высоким нагрузкам. Помимо автомобилестроения и железнодорожного транспорта, аэрокосмическая промышленность разрабатывает процесс, например, сварки дверей кабины вертолетов. В электротехнической промышленности алюминий и медь можно подвергать точечной сварке трением с перемешиванием. Другие области применения — производство фасадов и мебели, где низкое тепловложение, особенно в анодированных листах, обеспечивает превосходные оптические свойства.