Сварка трением – это метод сварки в твердом состоянии, при котором выделяется тепло за счет механического трения между деталями, находящимися в относительном движении, с добавлением силы давления, которая помогает соединить их. Таким образом стык получается в результате термомеханической обработки контактной поверхности, а не в результате плавления.
При этом обрабатываемые элементы скрепляются либо относительно друг друга, либо путем вращения, чтобы вызвать фрикции и пластическое смещение материала к поверхности. Здесь то и необходимо очень высокое давление.
Как упоминалось ранее, при процессе выделяется тепло в контактной части заготовки. Фрикционное взаимодействие происходит между деталями, пока они не станут пластичными, обычно при 900–1300 градусах по Цельсию. В этот момент к ним прилагается равномерно возрастающая сила давления и получается неразъемное соединение.
Метод используется при сварке труб и валов, а также в аэрокосмической, морской, нефтяной и автомобильной промышленности. Метод также применим в таких компонентах как шестерни, осевые трубы, карданные передачи, клапаны и т. д. Он также используется для соединения гидравлического поршневого штока, втулок роликов тележки, сверл, шатуна, рычагов переключения передач и т. д. Наконец, он широко применяется в электротехнической промышленности для сварки медного и алюминиевого оборудования.
Как видите, этот тип соединения применим в разных областях. Это связано с тем, что он помогает уменьшить рост зерна в конструкционных материалах, таких как высокопрочная сталь для термообработки, потому, что плавления здесь нет. Благодаря этому возможна работа с разнородными металлами. Вот почему методика широко применима в аэрокосмической отрасли, где необходимо скрепить легкий материал с высокопрочным.
Другое преимущество состоит в том, что поверхность шва очищается за счет движения между компонентами, и достигается полная прочность соединения без увеличения веса обрабатываемой поверхности.
Сварка трением также применяется с термопластами. Так как не требует очень высокой температуры.
Некоторые другие плюсы:
- Это экологически чистый процесс. То есть его можно выполнять где угодно, так как при этом не возникает дыма, пламени, света и т. д.
- Не требуется присадка.
- Высокая скорость.
- Легкость в автоматизации.
Тем не менее, у процесса присутствуют и недостатки:
- Ограничения по размерам. В том смысле, что круглые стержни ограничены определенными размерами поперечного сечения.
- Варианты конструкции соединений также ограничены.
- Заготовки нуждаются в очень надежном закреплении.
- Помимо прочего, оборудование для сварки трением имеет высокую стоимость.