Сварка трением и трением с перемешиванием
в твёрдом состоянии — трение вместо расплава для алюминия, батарей и разнородных соединений
AI generated При сварке трением и сварке трением с перемешиванием соединение образуется без расплавления: тепло трения делает материал тестообразным, а давление сваривает его в твёрдом состоянии. Результат — беспористые швы без трещин — даже для материалов, которые классически почти не свариваются.
и (DIN EN ISO 4063 номера 42 и 43) ломают одно из основных допущений : Здесь ничего не расплавляется. Соединение образуется в твёрдом состоянии — материал лишь размягчается до тестообразного состояния и сваривается под давлением.
Как трение превращается в тепло
Трение создаёт тепло — это знает каждый, кто тёр ладони друг о друга. В это используется в промышленных масштабах: две поверхности трутся друг о друга так сильно, что поверхность становится тестообразной. Мелкий износ удаляет загрязнения и , затем движение прекращается, и давление сжимает размягчённые поверхности. Результат — беспористое, высокопрочное соединение — совсем без расплава.
Два варианта:
: Одна деталь вращается и с большой силой прижимается ко второй. Трение на контактной поверхности создаёт столько тепла, что материал становится тестообразным; затем вращение останавливается, и давление сваривает обе части. Идеально для осесимметричных деталей — валов, осей, клапанов, роторов турбокомпрессоров.
(Friction Stir Welding, FSW): Вращающийся инструмент с штифтом («Pin») ведут вдоль стыка. Штифт погружается в материал, размягчает его трением и «перемешивает» за собой. Так получается непрерывный шов в листах и профилях.
Преимущества уникальны:
• Нет расплава — нет дефектов затвердевания: Ни пор, ни горячих трещин, ни брызг — классические проблемы сварки плавлением отсутствуют.
• Мелкая структура: Механическое разминание создаёт мелкозернистую, прочную структуру.
• Трудносвариваемые материалы: Алюминиевые сплавы, которые с почти невозможно получить без трещин, отлично соединяются с помощью FSW — даже разнородные соединения разных сплавов.
• Мало тепла, почти нет деформаций: Температура остаётся ниже точки плавления, тепловложение небольшое.
Ограничения: Заготовки должны быть жёстко закреплены (большие зажимные усилия), геометрия ограничена (нет угловых швов, нет толстостенных стыков), а оборудование настроено под форму детали.
Область применения: алюминиевые профили в железнодорожном и автомобильном строительстве, корпуса батарей, теплообменники, оси и везде, где требуются лёгкие конструкции и беспористые швы.