В последнее время все большее промышленное применение находит процесс фрикционной сварки вращающимся инструментом, обеспечивающий получение соединения со свойствами, во многом превосходящими свойства шва, получаемого дуговыми способами сварки. Основной отличительной чертой процесса фрикционной сварки является то, что сварка проходит в твердой фазе, что обеспечивает значительные преимущества процесса по сравнению со сваркой плавлением: отсутствие жидкой фазы, а следовательно, образования трещин и пор, возможность сварки трудносвариваемых материалов, включая разнородные. Отсутствие необходимости плавления металла позволяет выполнять сварку с малым тепловложением, что, в свою очередь, приводит к значительно меньшему росту зерна в шве и зоны термического влияния, меньшему разупрочнению при сварке термоупрочняемых алюминиевых сплавов, а также малым остаточным напряжениям и деформации. Кроме того, процесс легко поддается автоматизации и отличается высокой экологичностью.
Первые тепловые модели процесса сварки строились на основании аналитических решений уравнения теплопроводности, полученных Н. Н. Рыкалиным. В последнее время для более точного решения обычно используют метод конечных элементов (МКЭ) в объемной постановке. Это позволяет учитывать особенности геометрии заготовок и граничные условия, распределение и форму источника теплоты, изменение теплофизических свойств материалов при изменении температуры.
Основой любой тепловой модели сварки является количество вводимой энергии и характер ее распределения. При дуговой сварке мощность источника теплоты можно рассчитать, зная силу сварочного тока и напряжение дуги, в то время как при ФС основными параметрами, определяющими количество вводимой энергии, являются скорость вращения, глубина погружения и форма инструмента, а также свариваемый материал. В настоящее время не известно об аналитических выражениях, позволяющих определить мощность источника теплоты в зависимости от этих параметров, поэтому обычно используют регрессионные модели, полученные статистической обработкой экспериментальных данных. Некоторые исследователи предлагают определять количество вводимой энергии на основании измерения температуры в заготовке или определения размера зоны термического влияния по распределению микротвердости,а также комбинацией этих двух методов. Основным недостатком данных методов является их высокая трудоемкость: в первом - требуется много времени на установку термопар с высокой точностью (вследствие высокого градиента температур), во втором - после сварки каждого шва необходимо разрезать образец, отполировать и замерить его микротвердость.
Здесь Вы можете купить сварочное оборудование нового поколения.
