В условиях глобального стремления к высокоэффективным и устойчивым технологиям производства сварка трением, как передовая технология соединения, запускает технологическую революцию в авиационной и автомобильной промышленности. Этот процесс твердотельной сварки создает высокопрочное соединение без гвоздей за счет генерации тепла за счет механического трения, вызванного относительным движением между заготовками, и использования боковых сил, заставляющих материалы пластически деформироваться и плавиться.
Корни сварки трением уходят в начало 20-го века, а первый патент появился в 1924 году. С течением времени эта технология постоянно совершенствовалась и применялась, заняв важное место, особенно в аэрокосмической и автомобильной промышленности. Самый ранний метод ротационной сварки трением был коммерчески внедрен в 1956 году, и впоследствии крупные компании начали использовать его в реальном производстве.
Эволюция технологии сварки трением не только улучшает характеристики продукции, но и снижает выбросы углекислого газа в атмосферу. Эти преимущества являются ключом к будущему промышленному производству.
Сварка трением включает в себя множество методов, наиболее часто используемые из них — ротационная сварка трением, линейная сварка трением и сварка трением с перемешиванием. Каждый метод играет уникальную роль в соответствии с различными требованиями приложения. Например, в аэрокосмической промышленности сварка трением с перемешиванием часто используется для соединения легких сплавов с целью уменьшения веса конструкции, а в автомобилестроении сварка трением с перемешиванием используется для соединения разнородных металлических материалов с целью повышения качества и прочности.
При ротационной сварке трением одна деталь вращается относительно другой и оказывает давление. Трение генерирует тепло, которое сплавляет материалы, образуя неразъединяющееся сварное соединение. Эта технология широко используется при производстве авиационных деталей из-за ее стабильности и высокой прочности.
В процессе сварки линейным трением заготовка совершает линейное возвратно-поступательное движение перед неподвижной заготовкой, выделяя тепло за счет трения, а затем плавления. Эта технология отлично подходит для серийного производства в автомобильной промышленности.
Сварка трением с перемешиванием — это процесс соединения в твердом состоянии, в котором используются неплавящиеся инструменты для соединения двух соответствующих заготовок без плавления материала заготовки. Этот метод очень подходит для сварки различных легких материалов, особенно в конструкции самолетов, помогая снизить вес и повысить топливную экономичность.
Качество сварного соединения зависит от его применения. В авиационной и аэрокосмической промышленности ошибки сварки совершенно недопустимы, поэтому контроль качества сварных швов чрезвычайно строгий. Меры обеспечения качества включают требования к сверхмелкозернистой структуре сварных швов и контролю фазовых переходов в процессе сварки.
Чтобы обеспечить качество сварки, сверхмелкозернистая структура в процессе сварки трением часто считается идеальным результатом, позволяющим избежать изменений свойств материала, вызванных высокими температурами.
Хотя технология сварки трением демонстрирует большой потенциал в аэрокосмической и автомобильной промышленности, она по-прежнему сталкивается с некоторыми проблемами, включая совместимость с традиционными технологиями сварки, проблемы с затратами и сценарии применения, требующие дальнейшего развития. Эксперты отрасли полагают, что продолжение исследований, разработок и инноваций поможет преодолеть эти проблемы и еще больше расширить возможности применения сварки трением.
Сможет ли технология сварки трением в будущем привести к трансформации всей обрабатывающей промышленности и стать методом сварки, на который будут полагаться все сферы жизни?