Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
781697_2B564_kursovoy_proekt_svarka_treniem_s_p...doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
09.09.2019
Размер:
8.67 Mб
Скачать

4. Процесс сварки

4.1. Общие положения

Перемешивающая сварка трением – один из самых молодых типов сварки. Он очень интенсивно изучается в наше время и уже достаточно хорошо изучен, но остается ещё много белых пятен, которые требуют все больше исследований и экспериментов. Не так важна форма инструмента сколько режимы сварки, ведь именно от них зависит сколько продержится инструмент. Ученые Британского Института Сварки создали эмпирическую формулу [10], связывающую скорость сварки, тип и толщину свариваемого материала, и геометрию инструмента.

V=Φ·β/t

Где V – это скорость продольной подачи, мм/мин;

Φ – коэффициент, зависящий от типа материала;

βкоэффициент, зависящий от геометрии инструмента;

t – толщина материала, мм;

Для простого инструмента β =1, для сложного β =2;

Φ для различных материалов:

свинец = 3700

магний = 400

медь = 300

титан = 100

сплав алюминия 6xxx = 1200

сплав алюминия 5xxx = 700

сплав алюминия 7xxx and 2xxx = 600

4.2. Особенности сварки

4.2.1. Проникновение тепла вглубь материала

Для процесса перемешивающей сварки трением важно, чтобы материал был достаточно сильно разогрет для перехода в пластичное состояние. В то же время нельзя допускать перегрева, иначе можно повредить инструмент и создать бракованную деталь. Главное это подобрать нужные режимы для сварки. В большинстве случаев их подбирают экспериментальным путем. [8]

Рис. 62. распространение тепла вглубь материала. Алюминиевый сплав 5083-H18

      1. Усталостные характеристики

Остаточные напряжения в сварных швах полученных перемешивающей сваркой трением – одна из важнейших тем для исследования. Ведь именно усталостных характеристик шва зависит его работоспособность и долговечность. И так как ПСТ намного превосходит обычную сварку по многим показателям, в том числе и по усталостным характеристикам, она и получает все большее распространение.

Рис. 63. Продольные остаточные напряжения сваренных друг с другом пластин из разных алюминиевых сплавов

Из-за асимметрии шва усталостные характеристики распределяются неравномерно. Как правило, для ответственных конструкций применяют такие технологические схемы движения инструмента как Re-Stir или Twin-Stir для того, чтобы избавиться от асимметрии и избежать появления концентраторов напряжений на границах сварного шва.

    1. Режимы сварки

Таблица 5. Материал инструмента и толщина для разных сплавов [1]

Сплав

Толщина (мм)

Материал инструмента

Алюминиевые сплавы

<12

Инструментальная сталь, WC-Co *

<26

MP159 (никель-кобальтовый сплав)

Магниевые сплавы

<6

Инструментальная сталь, WC**

Медь и медные сплавы

<50

Никелевые сплавы, вольфрамовые сплавы, поликристаллический кубический нитрид бора (ПКНБ)

<11

Инструментальная сталь

Титановые сплавы

<6

Вольфрамовые сплавы

Нержавеющие стали

<6

ПКНБ, вольфрамовые сплавы

Низколегированные стали

<10

WC, ПКНБ

Никелевые сплавы

<6

ПКНБ

* WC-Co – композиционный материал, карбид вольфрама на кобальтовой матрице

** WC – карбид вольфрама

Таблица 6. Режимы сварки алюминиевых сплавов [1]

Материал

Толщина пластины (мм)

Скорость вращения (об/мин)

Скорость продольной подачи (мм)

Размер зерен

7075 Al-T6

6.35

127

2-4

6061 Al-T6

6.3

300-1000

90-150

10

Al-Li-Cu

7.6

16

7075 Al-T651

6.35

350,400

102,152

3.8,7.5

6063 Al-T4,T5

4

360

800-2450

5.9-17.8

6013 Al-T4,T6

4

1400

400-450

10-15

1100 Al

6

400

60

4

5054 Al

6

6

1080 Al-O

4

20

5083 Al-O

6

4

2017 Al-T6

3

1250

60

9-10

2095 Al

1.6

1000

126-252

1.6

Al-Cu-Mg-Ag-T6

4

850

75

5

2024 Al-T351

6

80

2-3

7010 Al-T7651

6.35

180,450

95

1.7,6

7050 Al-T651

6.35

350

15

1-4

Al-4Mg-1Zr

10

350

102

1.5

2024 Al

6.35

200-300

25.4

2.0-3.9

7475 Al

6.35

2.2

5083 Al

6.35

400

25.4

6.0

2519 Al-T87

25.4

275

102

2-12

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]