Сварка трением с перемешиванием алюминия и его сплавов

[NikOtiN]

  Еще не смог удержаться, чтобы картинку не вставить, иллюстрирующую примерный ценовой уровень оборудования для сварки методом СТП. Обратите внимание - ключевые агрегаты это общепромышленный асинхронный двигатель и малая продольная от какого-то токарного станка. Даже фрезерный станок уже не нужен, практически оборудованием для сварки СТП можно разжиться на ближайшей свалке, это просто праздник какой-то! Главное не забыть облить все это ведром краски, для приличия!

 

 

[Ferio]

@NikOtiN, в любом случае должна быть какая-то опора, на весу листровые конструкции трением не варятся, одним из основных параметров сварки здесь является усилие прижима. Нагрев свариваемых кромок достигается не только за счёт трения штыря, но и за счёт трения заплечика.
Технология, по различным источникам, позволяет выполнять одностороннюю сварку  для толщин до 15мм. , конечно же при соответсующем оборудовании. Но, опять же, знаю, что  дефекты в корне шва могут появиться уже и при  толщине 3мм. 
Про тавровые соединения ничего конкретного сказать не могу. Предполагаю, что просто потребуеся более сложное оборудование, типа трёхкоординатных установок, которые конечноже существуют.

[Ferio]

@Kondor416, может  и не только теоретически.

P.S. Скан плохо видно, но там, в 3м абзаце, написано: "...Для привода стержня используют вертикально-фрезерный станок, дополнительно оборудованный тормозом шпинделя..."

P.S.S. Кстати обратите внимание на дату опубликования, это для тех, кто считает что "в СССР только слизывали".

Изменено 20 мая, 2020 пользователем Ferio

[Ferio]

Еще не смог удержаться, чтобы картинку не вставить, иллюстрирующую примерный ценовой уровень оборудования для сварки методом СТП.

Я тоже:  

[Ferio]

швы без усиления выглядят тоже непривычно, прямой стык в таком соединении, думаю, являются концентратором напряжений.

За счёт чего? Может быть  наоборот?  Сварной шов FSW имеет суммарный вес на 12% ниже чем традиционный от дуговой сварки.

[Ferio]

Такое ощущение, что технология как раз не научно-академическая, а повсеместно используемая гаражно-колхозная. Какие-то темные грязные цеха и такой же темный и грязный народ.

Странно, а у меня были другие ощущения

[Ferio]

 

 

С помощью этой технологии можно отказаться от дорогостоящих услуг специалистов сварочного производства и дорогостоящего сварочного оборудования и материалов. Достаточно дедушки-пенсионера наладчика оборудования ,готового работать за еду, и взвода необразованных таджиков, готовых работать за еду, и с такой технологией можно производить весьма технически-продвинутые и конкурентноспособные штуки. За СТП - будущее! 

О как. Может попровать  предложить вариант с дедушкой и таджиками в NASA? Они там деньги умеют считать. https://www.nasa.gov/mission_pages/constellation/multimedia/ares/dome1.html

[Lohus]

 

 

Скан плохо видно

Здесь может чуть лучше видно (и вообще по патентам полазить можно):

https://yandex.ru/patents/doc/SU195846A1_19670504

[NikOtiN]

 

 

Может попровать  предложить вариант с дедушкой и таджиками в NASA?

 

  То что должно быть в NASA пусть там и остается. Там люди оснащают производство за деньги, которые они не заработали. А когда человек оснащается за нажитые непосильным трудом, подход совсем другой. В честной конкурентной борьбе на фоне нарастающего экономического кризиса таджики выигрывают.

 

  Да бог с ними. Я вот что спросить хочу - вы сами в настройке/наладке аппаратов для СТП участвовали? Каким образом там идет подбор ключевых параметров режима скорости вращения заплечика и скорость сварки? Как рассчитывается пауза между погружением заплечика и началом сварки? Заплечик же мешает видеть что происходит под ним, разогрелся ли метал от трения или нет.
  Я в сети не нашел никаких методичек наподобие "Ротационная сварка для начинающих чайников" с прямыми рекомендациями по подбору режима. К примеру, когда осваивал токарное дело - таких учебников полно, по другим видам сварки - аналогично. А тут технология, которая просто обречена быть народной, никаких сварочных материалов, никакого защитного снаряжение, потребление электроэнергии где-то на порядок меньше классических видов сварки - а информации в сети по капле нужно находить.

[selco]

А тут технология, которая просто обречена быть народной, никаких сварочных материалов, никакого защитного снаряжение, потребление электроэнергии где-то на порядок меньше классических видов сварки - а информации в сети по капле нужно находить.

 Да не может она быть народной , болгаркой кривые швы - утопия .

Вот и под сварку трением и заметьте с перемешиванием нужно тщательно готовить  материал и скорее под этот метод только травление или свеже испеченное из под станка и то опять эмульсия была и на сухую вряд ли ЧПУ работают .

Да и скорее не всем предприятиям сие возможно держать и только таким как НАСА и РОСКОСМОС , не универсальное оборудование и если поменялось изделие то оснастка и наладка ух сколько ресурсов заберет любых. 

https://www.youtube.com/watch?v=aNbQH8XBgxQ

Преимущество сего метода материал как пластелин и не перегревается и околошовной измененной зоны нет , все примерно равно по прочности . 

Изменено 20 мая, 2020 пользователем selco

[Kondor416]

Что то я сомневаюсь в применении метода в кустарных условиях, даже, допустим, удалось к примеру на фрезере собрать установку плавления трением, и что? Две полосы вместе сплавить и все или два листа, которые в станок влезут. Чтоб применять, действительно типа робота, который Валерий выложил нужно.

[selco]

 

 

применять, действительно типа робота,

Да робот то продается и не проблема  

Проблема в другом будет в оснастке , сменили детальку ну и крепежная оснастка изменилась и неделю "мудрите" , да и вот предвижу что могут быть и усадочные трещины и посему "строжайший режим" сварки , скорость продвижения инструмента , скорость вращения шпинделя , рабочая температура и усе это будет меняться от толщины материала или детали , марки сплава , крепления ее и т.д. , то есть пару инженер-трехногов и не простых а грамотных держать в штате придется .  

[NikOtiN]

 

 

усадочные трещины

 

 

В этой технологии в принципе не может быть усадки ибо нет перехода материала в жидкое расплавленное состояние. Все перемешивается в разогретом пластичном состоянии. И сварочных деформаций нет по этой же причине.

[selco]

 

 

В этой технологии в принципе не может быть усадки ибо нет перехода материала в жидкое расплавленное состояние

 

Но в "пластелиновом" виде и это тоже плавление то есть переход из твердого в пластичное и потом наоборот.

 

 

Все перемешивается в разогретом пластичном состоянии. И сварочных деформаций нет по этой же причине.

Но вот температура "шва" и чуть по одаль от него разная как не крути хоть алюминь и хороший проводник но не настолько и чтобы температура уравнялась надо усю заготовку в "пластилиновое " состояние нагреть и от сель разность темпер.  усадка будет .  

[NikOtiN]

Я, к сожалению, в руках не держал и даже рядом не стоял. Но во всех статьях подчеркивается как достоинство технологии СТП  - значительно меньший уровень остаточных деформаций и напряжений 

[NikOtiN]

 

 

не универсальное оборудование

 

 

  Конечно же это не универсальная технология, но там где требуется сваривать  тонкостенные корпусные детали из листового материала - ее преимущества впечатляют. 

[selco]

Но во всех статьях подчеркивается как достоинство технологии СТП  - значительно меньший уровень остаточных деформаций и напряжений 

Ну здесь без спорно и читаем тоже , но совсем их быть не может. 

Вот даже после шлифовки плоского и относительно тонкого с обильной эмульсией и деталь ведет то есть она изгибается и существуют методы компенсации , а тут сварка конечно с меньшим тепловложением от остальных но все равно сварка . 

Изменено 20 мая, 2020 пользователем selco

[Calma]

 

 

Но вот температура "шва" и чуть по одаль от него разная как не крути хоть алюминь и хороший проводник но не настолько и чтобы температура уравнялась надо усю заготовку в "пластилиновое " состояние нагреть и от сель разность темпер.  усадка будет .  

Может правильней назвать состояние "аморфным"?... а не пластилиновым. Если это так, то алюминий при переходе из состояния твердого в состояние аморфное и обратно, должен хоть частично, но переходить температуру плавления.От этого и будут возникать деформации. 

[Calma]

 

 

Но во всех статьях подчеркивается как достоинство технологии СТП  - значительно меньший уровень остаточных деформаций и напряжений 

 Кстати среди многих видов различных деформаций, остаточная деформация — это деформация, которая возникает в следствии приложения к телу сил, а при прекращении приложение сил тело, в следствии деформации уже не приобретает предыдущее положение, размеры... Вот потому этот вид деформации и называется остаточным.

 В авиации,  применение больших перегрузок регламентировано именно из-за возможности возникновения остаточных деформаций деталей ЛА. Приближение к пределу максимальных перегрузок сигнализирует пилоту об этом.

[Ferio]

Я вот что спросить хочу - вы сами в настройке/наладке аппаратов для СТП участвовали? Каким образом там идет подбор ключевых параметров режима скорости вращения заплечика и скорость сварки? Как рассчитывается пауза между погружением заплечика и началом сварки? Заплечик же мешает видеть что происходит под ним, разогрелся ли метал от трения или нет.   Я в сети не нашел никаких методичек наподобие "Ротационная сварка для начинающих чайников" с прямыми рекомендациями по подбору режима. К примеру, когда осваивал токарное дело - таких учебников полно, по другим видам сварки - аналогично. А тут технология, которая просто обречена быть народной, никаких сварочных материалов, никакого защитного снаряжение, потребление электроэнергии где-то на порядок меньше классических видов сварки - а информации в сети по капле нужно находить.

Нет, коллега, в настройках не учавствовал.

В своё время была задача рассмотреть оборудование СТП для одного проекта по сварке панелей. Поездил по предприятиям, поговорил с людьми, почитал публикации, прикинул затраты,  изложил своё видение... в результате предложение отклонили т.к. посчитали, что дорого( наше предприятие многотысячное). Поэтому, я бы не назвал эту технологию "народной". Для окупаемости нужен конвеер, тонны  однотипных заказов и т.п. 

Применение какой-то гаражной конструкции, управляемой Джамшутом,  сводит в данном случае всё на нет. Качество и повторяемость результатов этой технологии основаны на автоматизации и унификации, но этого не достигнуть, если, например, усилие прижатия осуществляется поворотом штурвала "на глаз"  или ручной выбор соотношения скорости сварки и вращения шпинделя тем же Джамшутом. На видео из серии "очумелые ручки" изобретатель проверял качество сварки на излом вручную - "прикольно".

Основными параметрами процесса СТП являются скорость сварки, частота вращения инструмента, усилия прижатия и перемещения инструмента, размеры и угол наклона инструмента. Режим устанавливают в зависимости от типа материала, формы и толщины свариваемых деталей. Размеры и форма инструмента зависят от материала и толщины изделия. Плоскость бурта, например, выполняют в виде вогнутой поверхности для лучшего истечения пластифицированного металла ... Короче тонкостей очень много. Кстати, если интересно,  при СТП  металлы (вы же поняли, что это применимо к любым) нагреваются  максимум до 70% от  Т плавления. Вот для Al сплавов нагрев кратковременно доходит до 550 °С отсюда и низкие деформации, но они всёже есть. По  данным (15-20)% от значений полученных при дуговой сварке. Подготовка кромок  к сварке требует минимум операций, не нужно даже удалять оксидный слой. Трещин нет, так как нагрев идёт до температуры ниже солидуса. Литературы действительно мало т.к. способ очень специфичный, но по сути это  сварка трением упоминание о которой есть везде.

Для справки, насколько мне известно, разрабатывался малобюджетный станок для сварки трением с перемешиванием (СТП) "Странник", но о нём я ничего не знаю.

[Ferio]

Может правильней назвать состояние "аморфным"?... а не пластилиновым. Если это так, то алюминий при переходе из состояния твердого в состояние аморфное и обратно, должен хоть частично, но переходить температуру плавления.От этого и будут возникать деформации.

Правильно называется состояние - пластичным. Но при переходе алюминия из твёрдого состояния в пластичное до температуры плавления  конечно  ещё далеко. А аморфное, это немножко о другом.

Изменено 22 мая, 2020 пользователем Ferio

[Глобул]

Я лично такого не знал -- металл просто перемешивается на холодную.

 

[Сергей09]

 Не надо защитного газа, кромки готовить и очищать, ни вони ни дыма.

Хорошо свариваются разнородные металлы, и дешевле чем с аргоном.

Где то ролик светился, паренёк на токарном станке сверло удлинял таким образом.

[selco]

 

 

Я лично такого не знал -- металл просто перемешивается на холодную.

 

Саш , ты что то пропустил и есть тема и обсуждали .

Но все бывает и вот ссылка посмотри там и видео есть. 

http://websvarka.ru/talk/topic/13323-prochnost-i-struktura-svarnykh-soedinenij-alium/?p=423410

[Глобул]

@selco, @Сергей09 

 

Не ребят, вы трёте мне деталью об деталь, и нагревается там всё у вас до красна. А тут я нагрева не увидел, и детальки такие, что их друг об друга не потрёшь.