Способ сварки трением со сквозным перемешиванием оребренных панелей планера самолета

Изобретение может быть использовано для изготовления сварных конструкций фрикционной сваркой с перемешиванием, в частности, тавровых соединений в металлических профилях, панелях и т.п. Погружают в свариваемые детали сварочный инструмент в виде вращающегося рабочего стержня и перемещают его по длине соединения с использованием присадочной пластины. Толщину присадочной пластины определяют в зависимости от толщины ребра детали, радиуса галтели таврового соединения, площади поперечного сечения присадочной пластины. Присадочную пластину фиксируют двумя парами прижимных роликов, закрепленных на рычаге с возможностью регулирования расстояния между ними, которые располагают перед сварочным инструментом соосно с ним. Изобретение обеспечивает отсутствие смещения присадочной пластины от оси соединения при сварке с получением припуска на лицевой поверхности соединения для его последующего снятия механообработкой до заданной чистоты поверхности покрывного листа. Полученное тавровое соединение имеет лицевую поверхность покрывного листа без занижения поверхности швов. 2 ил.

 

Область техники.

Изобретение относится к технологическим процессам, более конкретно к технике производства сварных конструкций, а именно к сварке металлов трением с перемешиванием, в частности тавровых соединений, профильных конструкций из листовых заготовок и т.п., и может быть использовано для производства сварных узлов и деталей, преимущественно из алюминиевых сплавов, в ракетостроении, самолетостроении, судостроении, железнодорожной и других отраслях машиностроения.

Уровень техники.

Известны способы сварки металлов трением для соединения листовых заготовок (АС СССР №195846, МПК В23К; Thomas W.M. et al. Improvements relatinq to friction welding. International Patent Application N PCT/GB 92/02203 and GB Patent Application N 9125978.8 Dec. 1991), по которым инструмент в виде вращающегося с высокой скоростью рабочего инструмента с рабочим стержнем из высокопрочного материала погружают в стык свариваемых деталей и перемещают его по всей длине соединения. Для возможности сварки покрывного листа панели (обшивки) с ребром жесткости - таврового соединения, используемого в сложных деталях типа панелей или профилей, предлагалась (патент РФ №2418664) конструкция инструмента, у которого на конце рабочего стержня инструмента выполнен дополнительный стержень, который при погружении инструмента в тавровое соединение со стороны покрывного листа (обшивки) насквозь углубляется в торец ребра на заданную глубину, с целью создания нагрева и пластифицированного перемешивания материала в области галтели таврового соединения.

Листовые заготовки обшивки 1 и ребра 2 собирают под сварку (см. фигуру 1), для чего устанавливают заготовку ребра 2 между двумя подкладками 3 и 3' из термостойкого материала со скругленными углами, формирующими галтели R в углах тавра таким образом, чтобы торец ребра находился на уровне верхней поверхности подкладок 3 и 3' и сжимают ребро ими. Затем укладывают лист обшивки 1 на верхний торец ребра 2 и на подкладки 3 и 3', и в этом положении прижимают и жестко фиксируют лист обшивки 1 на подкладках 3 и 3' и с торцем ребра 2.

В начале процесса сварки вращающийся рабочий инструмент 4 подводят вершиной дополнительного рабочего стержня 5 к поверхности обшивки 1 в точку напротив средней линии торца ребра 2 до касания дополнительного рабочего стержня 5 поверхности обшивки 1 (фигура 1) и погружают его до контакта опорного бурта инструмента с поверхностью листа обшивки 1. При этом вращающийся дополнительный стержень 5 инструмента 4 погружают в торец ребра 2 на необходимую глубину. Затем, не прекращая вращения инструмента, перемещают его в направлении вдоль торца ребра 2 с установленной скоростью сварки. В конце свариваемого стыка инструмент 4 прекращают перемещать вдоль ребра и, продолжая вращать, выводят из листа обшивки 1 до прекращения контакта с ней. После этого прекращают вращение инструмента и отводят его от сварного соединения.

Общим для упомянутых патентов недостатком является остающееся после сварки занижение поверхности шва относительно поверхности соединяемых деталей. Наибольшее занижение образуется в тавровых соединениях из-за заполнения металлом объема двух галтелей. В патенте US 2013/0206819 А1 (прототип) предложено перед сваркой укладывать на место соединения присадочную ленту для компенсации недостающего металла и получения после механической обработки усиления шва сварного соединения с поверхностью без занижения. Однако при таком способе возникает сложная задача фиксации и удержания ленты в процессе сварки в определенном положении относительно оси шва на всем его протяжении.

Сущность изобретения.

Задача данного изобретения - обеспечение возможности сварки трением с перемешиванием по присадочной пластине без ее смещения от оси соединения в процессе сварки с получением дополнительного припуска на лицевой поверхности соединения для его последующего снятия механообработкой до заданной чистоты поверхности обшивки, при этом лицевая поверхность должна быть без занижения поверхности швов.

Поставленная задача достигается тем, что в способе сварки таврового соединения трением с перемешиванием, содержащего обшивку и ребро жесткости, включающем погружение в свариваемые детали инструмента в виде вращающегося рабочего стержня, перемещение его по длине соединения с использованием присадочной пластины, вывод рабочего стержня инструмента из соединения и охлаждение детали, сварку ведут с использованием присадочной пластины, выполненной с толщиной, определяемой выражением:

,

где:

S - толщина присадочной пластины, мм;

δp - толщина ребра, мм;

F - площадь поперечного сечения присадочной пластины, мм2;

R - радиус галтели таврового соединения, мм;

К - поправочный коэффициент, равный 1.1÷1.2,

при этом присадочную пластину фиксируют двумя парами прижимных роликов, жестко закрепленных на рычаге с возможностью регулирования расстояния между ними, которые располагают перед сварочным инструментом соосно с ним.

Такое выполнение сварки позволяет улучшить прочностные характеристики шва и повысить ресурс деталей.

Изобретение иллюстрируется следующими фигурами:

Фигура 1 показывает технологическую схему сварки трением с перемешиванием таврового соединения по присадочной пластине;

Фигура 2 показывает собранный под сварку тавровый профиль из листовых заготовок (вид сбоку).

Позиции на фигурах:

1 - обшивка; 2 - ребро; 3 и 3' - подкладки с формирующей галтелью; R - радиус галтели; 4 - вращающийся сварочный инструмент; 5 - основной и дополнительный рабочие стержни инструмента; 6 - присадочная пластина; 7 - прижимные ролики.

Осуществление изобретения.

Способ сварки таврового соединения трением с перемешиванием, содержащего обшивку и ребро, включает погружение в линию стыка свариваемых деталей инструмента в виде вращающегося рабочего стержня 4, перемещение его по длине соединения, вывод стержня из соединения и охлаждение детали.

Сварку ведут с использованием присадочной пластины, выполненной с толщиной, определяемой выражением:

,

где:

S - толщина присадочной пластины, мм;

δp - толщина ребра, мм,

F - площадь поперечного сечения присадочной пластины, мм2;

R - радиус галтели таврового соединения, мм;

К - поправочный коэффициент, равный 1.1÷1.2,

при этом присадочную пластину фиксируют двумя парами прижимных роликов, закрепленных на рычаге с возможностью регулирования расстояния между ними, которые располагают перед сварочным инструментом соосно с ним.

Для решения поставленной задачи специализированная установка для сварки трением с перемешиванием (или стандартный вертикально-фрезерный станок) содержит каретку (стол), на которую жестко закрепляют сборочно-сварочную оснастку для сборки под сварку и фиксации соединяемых листовых деталей (обшивку и ребро жесткости); механизмы подачи и вращения сварочного инструмента выполняют рабочие перемещения с регулируемой скоростью V, при этом лицевая поверхность обшивки должна быть без занижения поверхности швов. Процесс сварки выполняют таким образом, чтобы на готовом сварном шве оставался технологический припуск, по которому велась сварка, который затем снимают механической обработкой до уровня лицевой поверхности обшивки (теоретического контура).

Для получения технологического припуска при сварке необходимо введение определенного количества дополнительного материала, например в виде пластины объемом, достаточным для заполнения двух полостей под галтелями - (примерно R2, R - радиус галтели) - плюс материал для получения припуска под механическую обработку до уровня поверхности обшивки. На лицевую поверхность обшивки со стороны сварки напротив ребра на всю длину шва укладывают (или подают под вращающийся инструмент) и прижимают с усилием Р присадочный элемент в виде пластины, размеры которой (площадь поперечного сечения F) должны соответствовать площади сечения двух галтелей между обшивкой и ребром, равной примерно R2.

При этом толщина присадочной пластины S должна быть:

,

где:

S - толщина присадочной пластины, мм;

δp - толщина ребра, мм;

F - площадь поперечного сечения присадочной пластины, мм2;

R - радиус галтели таврового соединения, мм;

К - поправочный коэффициент, равный 1.1÷1.2.

Если F будет меньше R2, то можно получить незаполненные металлом галтели - пустоты или поверхность шва, которая будет ниже уровня поверхности обшивки. Если F>R2, то останется лишний металл на поверхности и по сторонам шва, который будет удален при механообработке поверхности сварного шва до теоретического контура обшивки. То же касается и толщины пластины. Для удержания присадочной пластины в установленном положении относительно оси шва используют конструкцию устройства (фигуры 1, 2), в котором по меньшей мере два прижимных ролика с ребордами с расстоянием между осями не менее диаметра ролика с прижимным усилием Р двигаются перед движущимся сварочным инструментом. Реборды удерживают пластину в нужном положении, а два ролика фиксируют текущее положение присадочной пластины: второй ролик удерживает пластину от поворота пластины около точки ее контакта с первым роликом. Расстояние между ребордами роликов устанавливают по ширине присадочной пластины.

Для сварки трением с перемешиванием вращающимся инструментом листовые заготовки ребер жесткости 2 закладывают между опорными подкладками 3 и 3', верхние углы опорных колодок скруглены под радиус, соответствующий заданному радиусу R будущей галтели (см. фигуру 1).

Верхний торец ребра жесткости 2 и поверхности подкладок 3 и 3' лежат в одной плоскости. На них укладывают обшивку панели 1, на которую укладывают присадочную пластину 6 и прижимают ее в определенной позиции по меньшей мере двумя прижимными роликами 7 с возможностью регулирования расстояния между их ребордами. Расстояние между ребордами устанавливается в соответствии с шириной присадочной пластины 6. Для установки присадочных пластин разной толщины прижимные ролики 7 выполнены составными из двух сменных дисков с возможностью их фиксации и получения нужного размера - толщины S присадочной пластины. Затем в начало свариваемого соединения погружают вращающийся инструмент 4 до касания задней точкой опорного бурта инструмента поверхности обшивки (см. фигуру 2). При этом рабочий стержень инструмента 5 обрабатывает обшивку 1 практически на всю толщину, а дополнительный рабочий стержень в виде пирамидки внедряется в торцевую зону ребра, обеспечивая соединение галтели таврового шва с ребром 2. После прохода инструмента 4 на всю длину сварного соединения его выводят из стыка, прекращают вращение инструмента и поднимают его над панелью.

Фиксация присадочной пластины осуществляется двумя парами прижимных роликов 7 (фиг. 1, 2), жестко закрепленных на рычаге стойки шасси, которая в свою очередь жестко зафиксирована на корпусе вертикальной шпиндельной головки сварочной установки перед сварочным инструментом соосно с ним.

Далее фрезерованием удаляется полученный технологический припуск до поверхности обшивки панели. Операция фрезерования для исключения поводки конструкции выполняется в сборочно-сварочном приспособлении. Таким образом, предложенный способ позволяет получить после сварки трением оребренной конструкции панели с чистой (без занижения швов) лицевой поверхностью обшивки, тем самым данная поверхность может считаться аэродинамической.

Технико-экономический эффект

Эффективность изобретения заключается в возможности получения после сварки оребренной конструкции панели с чистой (без занижения швов) лицевой поверхностью обшивки панели, что позволяет применять подобные сварные конструкции в летательных аппаратах и обеспечить высокие аэродинамические характеристики поверхности.

Применение сварки трением с перемешиванием для изготовления тавровых сварных соединений из листовых заготовок преимущественно алюминиевых сплавов, в том числе высокопрочных и трудносвариваемых, по сравнению с традиционными способами сварки плавлением, позволит повысить рабочий ресурс соединения и снизить и/или исключить:

- специальные способы подготовки поверхности перед сваркой (химическое фрезерование, механическая зачистка и т.д.);

- затраты на дополнительные сварочные материалы (присадочная проволока, защитный газ и т.д.);

- ремонтные операции по удалению дефектов в сварных соединениях;

- операции правки конструкции после сварки ввиду отсутствия температур плавления в термическом цикле при сварке и, соответственно, существенных сварочных напряжений, вызывающих деформацию и коробление.

Способ сварки трением с перемешиванием таврового соединения, содержащего листовую обшивку и ребро, включающий погружение в свариваемые детали сварочного инструмента в виде вращающегося рабочего стержня, перемещение его по длине соединения с использованием присадочной пластины, вывод рабочего стержня из соединения и охлаждение детали, отличающийся тем, что толщину присадочной пластины определяют по формуле:

,

где:

S - толщина присадочной пластины, мм;

δp - толщина ребра, мм;

F - площадь поперечного сечения присадочной пластины, мм2;

R - радиус галтели таврового соединения, мм;

К - поправочный коэффициент, равный 1,1÷1,2,

при этом присадочную пластину фиксируют двумя парами прижимных роликов, закрепленных на рычаге с возможностью регулирования расстояния между ними, которые располагают перед сварочным инструментом соосно с ним.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано для получения сварных конструкций алюминиевых сплавов методом сварки трением с перемешиванием, в частности для соединения листов из сплавов системы Al-Mg.

Изобретение может быть использовано для соединения сваркой трением с перемешиванием деталей из дисперсно-упрочненных алюминиевых сплавов. Детали прижимают по линии соединения друг к другу и вводят вращающийся сварочный инструмент в зону соединения деталей.
Изобретение может быть использовано для повышения технологических и эксплуатационных характеристик сварных конструкций и сложных деталей, изготовленных из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, полученных сваркой трением с перемешиванием, в частности, при изготовлении различных конструкций для автомобильной промышленности, например для производства дисков автомобильных колес.

Изобретение может быть использовано при обработке твердых материалов, в частности, сваркой трением, или фрезерованием, или сверлением. На одном конце корпуса обрабатывающего вращающегося инструмента расположен хвостовик, а на другом его конце - рабочая часть с обрабатывающим элементом.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении барабана турбомашины, который содержит по меньшей мере два роторных диска (46, 48) для рабочих лопаток.

Изобретение может быть использовано при изготовлении электрохимического анода, сформированного с использованием сварки трением с перемешиванием (FSW). Электрохимический анод включает токопроводящую шину и свинецсодержащий анодный лист, электрически связанный с токопроводящей шиной.

Изобретение может быть использовано при сварке блисков. На диске и лопатке формируют выступы с поверхностями контакта при сварке трением с необходимым технологическим припуском Р на периферии свариваемых деталей.

Изобретение может быть использовано для соединения пары металлических деталей, в частности деталей двигателя, с использованием тепла трения. Осуществляют этап нагрева соединяемых поверхностей путем их перемещения относительного друг друга.

Способ может быть использован при сварке стальных листов трением с перемешиванием. Для вращающегося инструмента скорость вращения RS устанавливают равной 100-1000 об/мин.

Cпособ изготовления полой детали для транспортного средства, образованной путем соединения предварительно сформованных элементов из листового металла, включает сверление первого отверстия путем прижимания вращающегося сверла для термического сверления к одному из указанных элементов из листового металла с образованием первого кольцевого выступа на внутренней окружности отверстия, отведение сверла от образованного отверстия и сверление второго отверстия на другом элементе в местоположении, противоположном указанному отверстию, путем прижимания вращающегося сверла для термического сверления к другому элементу в направлении, перпендикулярном поверхности другого элемента, во внутреннем направлении с одновременным образованием второго кольцевого выступа, а также образованием цилиндрического соединительного элемента путем сплавления второго и первого кольцевых выступов.

Изобретение может быть использовано для сварки трением с перемешиванием (СТП) вращающимся инструментом. Инструмент для СТП изготовлен из быстрорежущей стали и выполнен в виде сплошного стержня, верхняя часть которого предназначена для закрепления в приводе вращения. Рабочая часть выполнена с опорным буртом и снабжена рабочим стержнем, на боковой поверхности которого выполнены рельефные канавки. Вогнутая рабочая поверхность опорного бурта имеет форму усеченного конуса. Кромки опорного бурта расположены в плоскости, отклоненной от нормали к оси вращения инструмента на угол α, составляющий в зависимости от типа и толщины свариваемых деталей от 1 до 15 градусов. Рабочая поверхность опорного бурта наклонена относительно упомянутой плоскости опорного бурта на угол γ. Ось симметрии рабочей поверхности опорного бурта наклонена к оси вращения инструмента на угол γ'. Углы γ и γ' в зависимости от типа и толщины свариваемых деталей составляют от 5 до 15 градусов. За счет улучшения течения и перемешивания пластифицированного металла и создания дополнительного проковочного усилия инструмент обеспечивает получение высококачественного сварного шва. 2 ил.

Изобретение может быть использовано при получении модуля для накопления энергии посредством соединения двух конденсаторов или суперконденсаторов (10). Каждый герметичный корпус (14) конденсатора или суперконденсатора содержит трубчатый элемент (16) и по меньшей мере одну крышку (18), закрывающую трубчатый элемент на его конце. На двух крышках (18) двух расположенных рядом корпусов (14) устанавливают соединительную перемычку (30), размеры которой позволяют ей контактировать с крышкой (18) каждого из корпусов. Вводят вращающееся сварочное устройство (50) в контакт с крышкой (18) и/или перемычкой (30). Перемещают указанное устройство поступательным движением вдоль оси, проходящей по нормали к крышке (18), с его проникновением в материал крышки (18) и/или перемычки (30). Приваривают перемычку (30) к крышке (18) сваркой трением с перемешиванием путем формирования по меньшей мере одного сварного шва. Изобретение обеспечивает сохранение герметичности каждого из соединяемых устройств накоплении энергии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано при сварке трением с перемешиванием. В процессе сварки осуществляют слежение и регулирование загрузки перемещаемого сварочного инструмента по давлению загрузки. Осуществляют контроль расположения свариваемых кромок относительно подкладного элемента, раскрытия стыка свариваемых заготовок, деформации подкладного элемента и геометрического положения сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента. В автоматическом режиме изменяют загрузку сварочного стержня для обеспечения постоянного зазора между его торцом и опорной поверхностью подкладного элемента за счет возвратно-поступательного перемещения сварочного стержня. Система слежения и регулирования сварочного инструмента включает связанные с блоком управления через контроллеры датчики давления и линейных перемещений. Средство слежения за загрузкой сварочного стержня обеспечивает слежение загрузки сварочного инструмента в автоматическом режиме по геометрическому положению сварочного стержня относительно опорного корпуса инструмента в зависимости от фактической загрузки его опорной части в свариваемый материал. Изобретение исключает вероятность внедрения сварочного стержня в опорную поверхность подкладного элемента, повышает надежность сварочного инструмента и качество сварки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении моноколес, применяемых преимущественно в роторах газотурбинных двигателей. Способ включает получение заготовки лопатки газотурбинного двигателя штамповкой с образованием аэродинамического профиля в каждом сечении пера лопатки и образованием хвостовика с их последующей механической обработкой. При штамповке заготовки лопатки хвостовик выполняют в виде выступа с замкнутым вокруг пера лопатки контуром, отстоящим от контура поперечного сечения пера лопатки на 1-5 мм. После механической обработки хвостовика к нему посредством сварки присоединяют сформированные механической обработкой накладки, которые имеют сопрягаемые с выступом поверхности. Размер и форму накладок выбирают с обеспечением необходимого напуска для захвата и удержания лопатки в сварочной машине при линейной сварке трением. Накладки можно присоединять к выступу посредством диффузионной сварки. Изобретение позволяет сократить трудоемкость и материалоемкость изготовления заготовок лопаток, присоединяемых к диску линейной сваркой трением. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано для выполнения стыковых соединений деталей из алюминиевых жаропрочных сплавов толщиной 2…6 мм. Используют сварочный инструмент с пином, выполненным в форме усеченного конуса длиной 1,8…5,7 мм с тремя «левыми» резьбовыми канавками, и опорным буртом диаметром 8…18 мм со спиральной канавкой. Погружение инструмента в стык соединяемых деталей осуществляют с минимальной скоростью вертикального перемещения 7…12 мм/мин и высокой скоростью вращения 350…500 об/мин до достижения заданной глубины, равной 90…95% толщины свариваемых деталей. Угол инструмента при этом изменяют относительно вертикальной оси с 0 до -1,5…-2,5°. Затем, сохраняя угол и скорость вращения, инструмент перемещают вдоль линии стыка со скоростью 220…300 мм/мин при постоянном осевом усилии, равном 12…15 кН, управляемом датчиками обратной связи. Способ позволяет предотвратить износ инструмента, устранить внутренние дефекты и обеспечить прочность сварного соединения до 90% от предела прочности основного материала. 2 ил.

Изобретение относится к способу сварки трением с перемешиванием стыковых соединений из алюминиевых деформируемых сплавов. Используют сварочный инструмент с пином, выполненным длиной 5,8…11,8 мм цилиндрической формы с левосторонней резьбой и опорным буртом диаметром 18…28 мм. Перед сваркой производят закрепление листовых деталей толщиной 6…12 мм в тисках и фрезерование свариваемых кромок по плоскости. Погружают вращающийся инструмент в стык соединяемых деталей до достижения заданной глубины, равной 95-98% толщины свариваемых деталей. Погружение инструмента в стык соединяемых деталей осуществляют с минимальной скоростью вертикального перемещения 10…16 мм/мин и высокой скоростью вращения 300…500 об/мин, при этом угол инструмента изменяют относительно вертикальной оси с 0° до -1,0°…-2,0°. Глубину погружения инструмента регулируют в соответствии со значениями осевого усилия, получаемыми с датчиков обратной связи станка. Затем, сохраняя угол и скорость вращения, инструмент перемещают вдоль линии стыка со скоростью 300…400 мм/мин при постоянном осевом усилии 23…34 кН. По окончании сварки поднимают вращающийся инструмент и выводят из стыка. Заявляемый способ позволяет повысить твердость сварного шва. 9 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано для получения сваркой трением соединения «труба - трубная решетка», например, при изготовлении теплообменных аппаратов. На свариваемых торцах трубы и трубной решетки устанавливают шайбу, внутренний диаметр которой равен проходному сечению трубы, внешняя ее поверхность имеет коническую и цилиндрическую части, а кромки трубы и отверстия трубной решетки имеют внутренние конические поверхности с углом скоса, соответствующим углу скоса конической поверхности шайбы. Приводят во вращение шайбу с усилием прижатия и последующим проковочным усилием после прекращения ее вращения. Особенностью способа соединения узла «труба - трубная решетка» является выполнение полости заданных размеров, полученной путем дополнительной расточки отверстия в трубной решетке. Такая полость обеспечивает в процессе сварки трением выдавливание разогретого металла (грата) и вынос в нее поверхностных загрязнений как с наружной поверхности трубы, так и с трущихся конических поверхностей трубной решетки и шайбы. За счет предотвращения попадания загрязнений в сварной шов достигается повышение его качества. 3 ил.

Изобретение может быть использовано для соединения сваркой трением с перемешиванием высокопрочной конструкционной стали в виде листов или плит. Способ обеспечивает устранение неоднородности нагрева и пластического течения, создаваемого в результате перемешивания размягченных участков. Условия проведения сварки трением с перемешиванием соответствуют следующим параметрам: скорость вращения инструмента составляет от 100 об/мин до 1000 об/мин, крутящий момент инструмента – от 50 н⋅м до 500 н⋅м, а скорость сварки – от 10 мм/мин до 1000 мм/мин. Показатель чувствительности стали к растрескиванию Pcm, рассчитанный по формуле (1), удовлетворяет соотношению 0,18≤Pcm≤0,30. Величина подвода тепла при сварке HI, рассчитанная по формуле (2), находится в диапазоне от 1,5 до 20 и удовлетворяет формуле (3) при соотношении с величиной Pcm, причем . 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 ил.

Изобретение может быть использовано для получения неразъемных соединений деталей из разнородных материалов, одна из которых выполнена из пластичного металла. В первой детали (1) выполняют резьбовые отверстия (2). На детали (3) из пластичного металла выполняют углубления (4) под головки крепежных элементов (5), соосные отверстиям (2). Скрепляют детали (1) и (3) крепежными элементами (5), при этом заглубляют головки крепежных элементов (5) в углублениях (4) до образования свободного пространства между головками и поверхностью детали (3). Воздействуют на деталь (3) из пластичного металла вращающимся цилиндрическим инструментом (6) для нагрева до температуры, вызывающей его пластификацию. При перемещении инструмента заполняют упомянутое свободное пространство углублений пластифицированным металлом (7) второй детали (3) с обеспечением закрытия в них головок крепежных элементов (5) с получением герметичного неразъемного соединения. В процессе нагрева второй детали при перемещении цилиндрического вращающегося инструмента (6) проводят охлаждение первой детали. Способ обеспечивает высокую конструктивную прочность неразъемного соединения разнородных материалов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение может быть использовано при изготовлении сварных конструкций из термически неупрочняемых алюминиевых сплавов с применением сварки трением с перемешиванием. Осуществляют равноканальное угловое прессование исходной заготовки по маршруту ВС не менее чем за 8 проходов с комбинированием температуры нагрева в диапазоне 250-500°C из условия получения рекристаллизованной структуры алюминиевого сплава заготовки с объемной долей рекристаллизационных зерен не менее 75%. Затем проводят изотермическую прокатку полученной заготовки при температуре, не менее, чем температура проведения прессования, и не более чем на 50°C превышающей упомянутую температуру, с получением листовых полуфабрикатов заданного размера. После чего соединяют полученные листовые полуфабрикаты сваркой трением с перемешиванием. Выбирают частоту вращения инструмента и скорость его подачи из условия получения структуры сварного соединения, идентичной структуре полуфабриката алюминиевого сплава. Предлагаемый способ обеспечивает повышение эксплуатационной надёжности сварных конструкций.

Изобретение может быть использовано для изготовления сварных конструкций фрикционной сваркой с перемешиванием, в частности, тавровых соединений в металлических профилях, панелях и т.п. Погружают в свариваемые детали сварочный инструмент в виде вращающегося рабочего стержня и перемещают его по длине соединения с использованием присадочной пластины. Толщину присадочной пластины определяют в зависимости от толщины ребра детали, радиуса галтели таврового соединения, площади поперечного сечения присадочной пластины. Присадочную пластину фиксируют двумя парами прижимных роликов, закрепленных на рычаге с возможностью регулирования расстояния между ними, которые располагают перед сварочным инструментом соосно с ним. Изобретение обеспечивает отсутствие смещения присадочной пластины от оси соединения при сварке с получением припуска на лицевой поверхности соединения для его последующего снятия механообработкой до заданной чистоты поверхности покрывного листа. Полученное тавровое соединение имеет лицевую поверхность покрывного листа без занижения поверхности швов. 2 ил.

Наверх