5.7.6. Ультразвукоывая сварка
При данной сварке детали в точке требуемого соединения тщательно зачищают, предварительно сжимают, а затем к зоне контакта с помощью специнструмента подводят ультрозвуковые колебания частотой 15- 70 кГц. В результате в тонких слоях контактирующих поверхностей создаются сдвиговые деформации, разрушающие поверхностные плёнки, и возникает прочная связь.
Применяют для сварки термопластичных полимеров, фольги, керамики, разнородных металлов толщиной до 1мм.
Прочность соединений металлов, выполненных ультразвуковой сваркой, составляет не менее 90% прочности наиболее прочного металла в соединении, а в некоторых случаях превосходит эту величину, что объясняется частичным наклепом в процессе сварки.
К достоинствам ультразвуковой сварки относится возможность соединения заготовок различной толщины (например, тонких листов фольги с деталями большой толщины), хорошая свариваемость металлов в разнородных сочетаниях (алюминий с медью, цинк с оловом, тугоплавкие металлы со сталью).
5.7.7. Сварка трением
Сварка трением (рис. 5.24) относится к процессам, в которых используются взаимные перемещения свариваемых поверхностей, давление и кратковременный нагрев. Сварка трением происходит в твердом состоянии при взаимном скольжении двух заготовок сжатых с усилием. Работа, совершаемая силами трения при скольжении, превращается в теплоту, что приводит к интенсивному нагреву трущихся поверхностей. Трение поверхностей осуществляется вращением или возвратно-поступательным перемещением сжатых заготовок. В результате нагрева и сжатия происходит пластическая деформация. Сварное соединение образуется вследствие возникновения металлических связей между контактирующими поверхностями заготовок и разрушения оксидных пленок.
Для получения качественного соединения в конце процесса необходимо быстрое прекращение движения и приложения повышенного давления.
Основные параметры сварки трением: скорость относительного перемещения свариваемых поверхностей; продолжительность нагрева, удельное усилие, пластическая деформация (осадка).
Параметры режима сварки трением зависят от свойств свариваемого металла, площади сечения и конфигурации изделия.
Сваркой трением соединяют однородные и разнородные металлы и сплавы с различными свойствами (медь со сталью, алюминий с титаном).
В промышленности сварку трением применяют при изготовлении режущего инструмента, различных валов, штоков с поршнями, пуансонов и т.д.
Рис. 5.24. Схемы сварки трением:
а) с вращением одной детали; б) с вращением обеих деталей;
в) с вращающейся вставкой; г) с возвратно-поступательным
движением одной детали.
. Особенности сварки различных металлов и сплавов
5.8.1. Сварка углеродистых сталей
Низкоуглеродистые стали, содержащие до 0,25% С свариваются без ограничений, любыми методами. Они подвергаются сварке без предварительного подогрева. При газовой сварке сварку ведут нормальным пламенем и, как правило, без флюса. Полученные швы обладают удовлетворительной стойкостью против образования трещин.
Среднеуглеродистые стали (0,25-0,6% С), свариваются с ограничениями, так чтобы при сварке не образовывалось трещин, сварку необходимо выполнять с низкими скоростями охлаждения шва. А при повышении содержания %С производить дополнительный подогрев зоны шва. А затем термообработку в печи.
Газовую сварку ведут нормальным или слегка науглераживающим пламенем.
Высокоуглеродистые стали (0,6-2,0% С): из данной стали, как правило, сварные конструкции не изготовляют. Необходимость сварки может возникнуть при наплаве и ремонтных работах. Необходим предварительный и сопутствующий подогрев и последующая термообработка.
Приемы газовой сварки те же. Что и для среднеуглеродистой стали.
Применяют флюс: прокаленная бура, углекислый калий, двууглекислый натрий.