Payvandlash usullarining xilma-xilligi mavjud. Ular orasida ishqalanish aralashtirish bilan payvandlash kabi ekzotik jarayon mavjud. Uning ajralib turadigan xususiyati - elektrodlar, payvandlash paychalarining, himoya gazlar kabi sarf materiallarining yo'qligi. Yangi ishlab chiqilgan usul keng qabul qilinmoqda.
Koʻrinish tarixi
Ishqalanish aralashtirish payvandlash (FSW) tarixi 1991 yilda boshlangan. Bu Britaniya payvandlash institutining (TWI) innovatsion ishlanmasi edi. Bir necha yil o'tgach, texnologiya samolyot va kemalar qurilishida qo'llanildi.
Yangi texnologiyani ishlab chiqarishga birinchi boʻlib Norvegiyaning Marine Aluminium va Amerikaning Boeing kompaniyalari kiritdi. Ular o'z korxonalarida aylanma ishqalanishli payvandlash (PCT) sohasidagi ishlanmalarga ixtisoslashgan ESAB konsernining payvandlash uskunasidan foydalanganlar.
2003-yildan beri kompaniya ishqalanish aralashtirish bilan payvandlash imkoniyatlarini doimiy ravishda tadqiq qilib kelmoqda. Masalan, bor edialyuminiy qotishmalarini va ularning modifikatsiyalarini payvandlash usullari ishlab chiqilgan bo'lib, ular samolyotlar, kemalar va temir yo'l konteynerlarini qurishda qo'llaniladi.
Samolyot sanoatida perchinli bo'g'inlarni payvandlanganlarga almashtirish mumkinligi aniqlandi. Bundan tashqari, FSW usuli bilan payvandlash tezligi elektr yoyi tezligidan sezilarli darajada oshadi. 6 m uzunlikdagi chokni bir daqiqada hosil qilish mumkin, an'anaviy payvandlash tezligi esa 0,5 sm qalinlikdagi qism uchun atigi 0,8-2 m/min.
Jarayonning mohiyati
Metall qo'shilish payvandlash zonasida ishqalanish usuli bilan qizdirilishi tufayli sodir bo'ladi. Ishqalanish aralashtirish payvandlashning asosiy payvandlash vositasi bu ikki qismdan iborat bo'lgan metall novda: yoqa va yelka.
Uning chiqadigan qismi bilan aylanuvchi novda materialga botirilib, kuchli isishiga olib keladi. Uning ta'minoti yelka bilan cheklangan, ishlov beriladigan qismning payvandlanishiga yo'l qo'ymaydi. Isitish zonasida material o'zining plastikligini sezilarli darajada oshiradi va yelkadan pastga bosilib, bitta massa hosil qiladi.
Keyingi bosqich - payvandlangan zona bo'ylab novda harakati. Oldinga siljishda elka qizdirilgan metall massasini aralashtirib yuboradi, bu esa sovutgandan so'ng mustahkam aloqa hosil qiladi.
STP sifatiga nima ta'sir qiladi
Ishqalanish aralashtirish bilan payvandlash doimiy rivojlanib boruvchi jarayondir. Ammo hozirda ulanish sifatiga ta'sir qiluvchi bir nechta parametrlar mavjud:
- Asbob tomonidan yaratilgan kuch.
- Tasma tezligipayvandlash boshi.
- Elka qiymati.
- Stekaning aylana aylanish tezligi.
- Egish burchagi.
- Tayoqning oziqlantiruvchi kuchi.
Payvandlash xarakteristikalarini manipulyatsiya qilish bir-biriga o'xshash bo'lmagan metallarning ulanishiga erishishga imkon beradi. Masalan, alyuminiy va lityum. Litiy o'zining past zichligi va yuqori mustahkamligi tufayli alyuminiy qotishma qismlarining qotishma komponenti sifatida harakat qilishi mumkin, bu esa ushbu texnologiyani aviatsiya sanoatida qo'llash imkonini beradi.
Ishqalanish aralashtirish payvandlash osonlik bilan zarb qilish, shtamplash, quyish, ular mos keladigan metallardan qismlar ishlab chiqarishda foydalanilganda almashtirilishi mumkin. Masalan, ostenit va perlit tuzilishga ega po'latlar, alyuminiy yoki bronzadan yasalgan po'latlar.
Qaysi hududlarda foydalaniladi
Avtomobil sanoati kabi sohalar doimiy ravishda mahsulotning ogʻirligini kamaytirish bilan birga uning mustahkamlik xususiyatlarini oshirish ustida ishlamoqda. Shu munosabat bilan, qayta ishlashning murakkabligi tufayli ilgari o'ziga xos bo'lmagan yangi materiallarning doimiy ravishda kiritilishi mavjud. Ko'proq konstruktiv elementlar, masalan, pastki ramkalar va ba'zan butun korpuslar alyuminiydan yoki alyuminiy birikmasidan tayyorlanadi.
Shunday qilib, 2012-yilda Honda o'z avtomobillari uchun pastki ramkalar ishlab chiqarish uchun qo'shimcha ishlab chiqarish va ishqalanish aralashtirish payvandlashni qo'lladi. Ular po'lat va alyuminiy kombinatsiyasini taqdim etdilar.
Alyuminiydan korpus choklarini ishlab chiqarishda metall plitalarning kuyishi mumkin. Bu kamchilik STP dan mahrum. Bundan tashqarielektr energiyasi iste'moli 1,5-2 baravar kamayadi, payvandlash simi, himoya gazlar kabi sarf materiallari narxi kamayadi.
STP avtomobil ishlab chiqarishdan tashqari quyidagi sohalarda qoʻllaniladi:
- Qurilish sanoati: alyuminiy tayanch fermalar, ko'priklar.
- Temir yoʻl transporti: romlar, gʻildirakli aravalar, vagonlar.
- Kema qurish: to'siqlar, konstruktiv elementlar.
- Samolyot: yonilgʻi baklari, fyuzelaj qismlari.
- Oziq-ovqat sanoati: suyuq mahsulotlar (sut, pivo) uchun turli idishlar.
- Elektr ishlab chiqarish: motor korpuslari, parabolik antennalar.
Alyuminiy qotishmalariga qo'shimcha ravishda, mis birikmalarini olish uchun, masalan, sarflangan radioaktiv yoqilg'ini utilizatsiya qilish uchun mis idishlar ishlab chiqarishda ishqalanish aralashtirish bilan payvandlash qo'llaniladi.
STP imtiyozlari
FSWni o'rganish turli qotishma guruhlarini birlashtirganda payvandlash rejimlarini tanlash imkonini berdi. Dastlab FSW alyuminiy (660 ° C) kabi past erish nuqtasi bo'lgan metallar bilan ishlash uchun ishlab chiqilganiga qaramay, keyinchalik u nikel (1455 ° C), titan (1670 ° C), temirni birlashtirish uchun ishlatila boshlandi. (1538 ° C).
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, shu tarzda olingan payvand choki o'z tuzilishi bo'yicha payvandlanadigan qismlarning metalliga to'liq mos keladi va yuqori mustahkamlik ko'rsatkichlariga, past mehnat sarfiga va past qoldiq deformatsiyaga ega.
Toʻgʻritanlangan payvandlash rejimi quyidagi ko'rsatkichlar bo'yicha payvandlanadigan material va metallning muvofiqligini kafolatlaydi:
- charchoq kuchi:
- egiluvchanlik va tortishish kuchi;
- qattiqlik.
Boshqa payvandlash turlaridan ustunliklari
STP juda koʻp afzalliklarga ega. Ular orasida:
- Toksik emas. Boshqa navlardan farqli o'laroq, elektr yoyi yonishi yo'q, buning natijasida eritilgan metall payvandlash zonasida bug'lanadi.
- Tikkuv hosil qilish tezligi ortdi, natijada aylanish vaqtlari tezlashdi.
- Energiya xarajatlarini ikki baravar kamaytirish.
- Payvand chokiga qo'shimcha ishlov berishning hojati yo'q. Friction Stir Tool yalang'ochlashsiz mukammal payvand hosil qiladi.
- Qoʻshimcha sarf materiallariga ehtiyoj yoʻq (payvandlash simlari, sanoat gazlari, oqimlar).
- Boshqa turdagi payvandlash uchun mavjud boʻlmagan metall birikmalarni olish imkoniyati.
- Tozalash va yog'dan tozalashdan tashqari payvandlash qirralarini maxsus tayyorlash shart emas.
- Gözeneksiz bir hil chok konstruksiyasini olish, natijada sifat nazorati osonlashadi, bu ishqalanish aralash payvandlash uchun tartibga solinadi GOST R ISO 857-1-2009.
Payvand choki sifati qanday tekshiriladi
Payvandlash sifati ikki turdagi nazorat bilan tekshiriladi. Birinchisi, prototipni yo'q qilishni o'z ichiga oladiikki qismning ulanishi. Ikkinchisi vayron qilmasdan tekshirish imkonini beradi. Optik nazorat, audiometrik tekshirish kabi usullardan foydalaniladi. Bu tikuvning xususiyatlarini yomonlashtiradigan gözenekler va bir hil bo'lmagan qo'shimchalar mavjudligini aniqlashga yordam beradi. Ovozni boshqarish natijalari diagrammada akustik aks-sado normadan chetga chiqadigan joylarni aniq ko'rsatadi.
Usulning kamchiliklari
Koʻp afzalliklarga ega ishqalanishli payvandlash usuli qoʻshimcha kamchiliklarga ham ega:
- Harakatsizlik. STP kosmosda qattiq o'rnatilgan sobit qismlarni ulashni o'z ichiga oladi. Bu ishqalanish aralash payvandlash uskunasiga harakatsizlik kabi ma'lum xususiyatlarni yuklaydi.
- Koʻp funksiyaliligi past. Katta hajmli uskunalar bir xil turdagi operatsiyalarni bajarish uchun tuzilgan. Shu munosabat bilan, payvandlash uchun asboblar aniq vazifalar uchun mo'ljallangan. Masalan, avtomobil yon devorlarini konveyerda payvandlash uchun, boshqa hech narsa uchun.
- Payvand choki radial tuzilishga ega. Shu munosabat bilan, ma'lum turdagi deformatsiyalar bilan yoki qism agressiv muhitda ishlaganda, payvand chokida charchoq to'planishi mumkin.
Harakat printsipiga ko'ra STP navlari
Ishqalanishga asoslangan payvandlash jarayonlarini bir necha turlarga bo’lish mumkin:
- Chiziqli ishqalanish. Usulning mohiyati aylanuvchi uchi ta'siri natijasida emas, balki qismlarning bir-biriga nisbatan harakati tufayli doimiy ulanishni olishdir. Aloqa nuqtasida sirt ustida harakat qilib, ular yaratadilarishqalanish va natijada yuqori haroratlar. Bosim ostida ulashgan qismlar eritiladi va payvandlangan birikma hosil bo'ladi.
- Radial payvandlash. Bu usul katta diametrli konteynerlar, temir yo'l sisternalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bu qismlarning bo'g'inlari tashqi tomondan kiyingan aylanadigan halqa bilan isitilishi bilan qaynatiladi. Ishqalanish natijasida erish nuqtasiga yaqin haroratni keltirib chiqaradi. Ushbu texnologiyadan foydalanadigan korxonaga misol sifatida Cheboksari shahridagi tank avtomobillarini ishlab chiqaruvchi Sespelni keltirish mumkin. Payvandlash ishining asosiy qismini ishqalanish aralashtirish bilan payvandlash oladi.
- Shtadli payvandlash. Bu xilma-xillik perchin aloqasini almashtiradi. Ushbu tur bir-biriga yopishgan ulanishlar uchun ishlatiladi. Aloqa nuqtasida aylanadigan pin payvandlanadigan qismlarni isitadi. Yuqori haroratdan erish sodir bo'ladi va pin ichkariga kiradi. Sovugandan so‘ng u kuchli doimiy aloqani yaratadi.
Qiyinchilik darajasi boʻyicha STP turlari
Ishqalanish yordamida bajariladigan payvandlash ishlarini tekislik va hajmli bo’lish mumkin. Bu navlarning asosiy farqi shundaki, birinchi holatda chok ikki o'lchovli fazoda, ikkinchisida esa uch o'lchovli fazoda hosil bo'ladi.
Shunday qilib, tekis bo'g'inlar uchun payvandlash uskunalari ishlab chiqaruvchisi ESAB 2D LEGIO mashinasini ishlab chiqdi. Bu turli xil rangli metallar uchun moslashtirilgan ishqalanish aralashtirish payvandlash tizimi. Turli o'lchamdagi guruhlaruskunalar kichik va katta o'lchamdagi qismlarni payvandlash imkonini beradi. Belgilangan belgilarga ko'ra, LEGIO uskunasi bir nechta sxemalarga ega, ular payvandlash boshlari soni, bir nechta eksenel yo'nalishlarda payvandlash qobiliyati bilan farqlanadi.
Kosmosda murakkab pozitsiyalarni payvandlash ishlarini bajarish uchun 3D robotlar mavjud. Bunday qurilmalar murakkab konfiguratsiyaning payvandlari talab qilinadigan avtomobil konveyerlariga o'rnatiladi. Bunday robotlarga misol ESAB kompaniyasining Rosio.
Xulosa
STP an'anaviy payvandlash turlari bilan yaxshi taqqoslanadi. Uning keng qo'llanilishi nafaqat iqtisodiy foydani, balki ishlab chiqarishda band bo'lgan odamlarning sog'lig'ini saqlashni ham va'da qiladi.
