Российская технология автоматической сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием

Разработанная учеными Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук, Томского политехнического университета и предприятия «Сеспель» из города Чебоксары технология сварки высокопрочных сплавов позволила поднять качество шва с 70 до 95% прочности основного материала.

С 1990-х годов в России для высокопрочных алюминиевых сплавов применяется промышленный способ так называемой «сварки трением с перемешиванием». Однако, он позволял получить шов с 70%-прочностью основного материала. Дальнейшее улучшение технологии заключается в добавлении в нее мощного ультразвукового воздействия, что улучшает механические характеристики шва.

По информации заведующего лабораторией контроля качества материалов и конструкций ИФПМ СО РАН Евгения Колубаева, «есть зарубежные разработки, где ультразвуком «стучат» перед сварочным инструментом, но в этом случае много энергии тратится на пластическую деформацию и эффективность подвода ультразвука таким способом невелика. Мы крепим магнитострикционный ультразвуковой инструмент прямо к свариваемой детали, так что практически вся мощность колебаний передается в образец».

На основе разработанной технологии российские инженеры уже создали специальную установку для автоматической сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием. Установка (НА ФОТО) обеспечивает получение стыковых и нахлесточных сварных соединений из листовых заготовок со следующими параметрами:

- материал свариваемых элементов: алюминиевые сплавы;

- геометрия свариваемых элементов: плоские пластины;

- ширина свариваемых заготовок ¾ от 30 до 220 мм;

- толщина свариваемых заготовок ¾ от 1,5 до 10 мм;

- максимальная длина сварного шва: 1000 мм.

Полнофункциональное управление установкой в ручном и автоматическом режиме осуществляется оператором с использованием специально разработанной управляющей программы, установленной на промышленном компьютере. Для отображения информации и удобства управления промышленный компьютер оснащен большим сенсорным экраном.

Установка обеспечивает проведение сварки в следующем диапазоне технологических параметров:

- угол наклона (атаки) инструмента: 0 – 3 град.;

- сила прижима сварочного инструмента: 1 – 40 кН;

- скорость вращения сварочного инструмента 100 – 1000 об/мин;

- скорость сварки: 100 – 1500 мм/мин;

- частота колебаний ультразвукового инструмента: 20 – 23 КГц;

- амплитуда колебаний ультразвукового инструмента: 5 – 15 мкм;

- максимальная мощность ультразвукового инструмента: 2000 Вт.

Добавим, что установка позволяет выполнять подготовку кромок сварного шва листовых заготовок (фрезерование) и проводить сварку листовых заготовок в ручном режиме, а также проводить сварку в автоматическом режиме с параметрами, предварительно заданными в сценарии управляющей программы. В процессе сварки оператор может визуально контролировать все параметры сварочного процесса на экране компьютера. Все параметры сварки также архивируются, сохраняются на твердотельном диске компьютера и доступны для проведения дальнейшего анализа.

Источник: http://www.tehnoomsk.ru/node/2...