Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МАТИ – Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского»

_____________________________________________________________

Кафедра «Технология сварочного производства»

Курсовой проект по теме: «Фрикционная сварка. Свариваемые сплавы»

Дисциплина: Физика источников теплоты.

Проект выполнили: Владимиров В., Ломакина А., Митрофанов В., Митькин Е., Панюхин И., Писаных И., Пятков А.

Факультет: №1

Группа: 1ТСП-ДС-129

Преподаватель: Фролов Вадим Анатольевич

Москва 2012 г. Введение

Фрикционная сварка - сравнительно новый сварочный процесс, предложенный в 1991 году в Технологическом институте сварки (TWI - Technological Welding Institute) в Великобритании. Впервые этот вид сварки был применен в промышленности для сварки алюминиевых сплавов (серия 6000) на предприятии SAPA (Швеция) и на судоверфи Marine Aluminium (Норвегия). Позже фрикционная сварка стала применяться в автомобильной промышленности в Австралии, Швеции и Норвегии также для сварки алюминиевых сплавов серии 6000.  Высокопрочные алюминиевые сплавы серии 7000 стали впервые свариваться методом фрикционной сварки в аэрокосмической промышленности. Этот метод сварки находит все большее применение и для других алюминиевых сплавов. Сварка трением с перемешиванием разработана в лабораторных условиях для медных и магниевых сплавов и скоро будет применена и в промышленности. Сварка стали и разнородных металлов, таких как медь и алюминий, также уже разработана в лабораторных условиях и готова к применению в промышленности.

Фрикционная сварка - процесс сварки в твердой фазе без расплавления металла. Вращающийся инструмент (шпиндель), специально разработанный для данного вида сварки, прижат с усилием к поверхности стыка и перемещается вдоль него, выделяя тепло и деформируя материал, переводя его в сверхпластичное состояние. На рабочем торце инструмента цилиндрической формы имеется выступающая центральная цилиндрическая часть меньшего диаметра. Этот выступ (шип), внедряясь при вращении инструмента в стык, создает вокруг себя тонкий слой металла в сверхпластичном состоянии. Этот слой смыкается за шипом по мере продвижения инструмента вдоль стыка и образует прочное соединение торцов стыка. Таким образом, процесс соединения происходит за счет деформации и сверхпластичности материала, образующихся у вращающегося инструмента.  Термический цикл, создаваемый вращением инструмента при различных скоростях, является фактором управления микроструктурой места стыка и зоной термического влияния. Перепад температур на поверхности стыка и у его корня влияет на процесс деформации сверхпластичного металла. При увеличении частоты вращения (и, следовательно, при увеличении энерговложения) твердость по сечению ядра сварной точки более однородна, что влечет увеличение размеров зерен. При очень высокой частоте вращения инструмента ядра сварной точки начинают разрушаться благодаря кристаллизации вокруг крупных зерен. Для каждого материала и его толщины имеется оптимальное соотношение частоты вращения инструмента и скорости перемещения по стыку. Исследования начались с односторонней сварки, в которой расстояние между торцом инструмента и корнем стыка имеет важное влияние на результаты сварки.