Сварка трением перемешиванием (СТП)

Что такое сварка трением перемешиванием?

Это уникальный и инновационный метод сварки материалов, который использует, нагрев от трения в комбинации с точно контролируемым усилием давления для обеспечения максимального взаимопроникновения материалов, благодаря чему сварные швы фактически не имеют дефектов. Из-за небольшой температуры в процессе сварки, а также из-за минимальной зоны нагрева механические деформации частей практически исключены, что также позволяет получить превосходное качество поверхности сварочного шва. Процесс СТП (FSW) эффективен для сварки плоских и цилиндрических частей, а также для сварки деталей с изменяемой толщиной.
Начиная с 2000 года оборудование Powerstir для СТП (FSW) от компании PTG имеет значительный интерес со стороны предприятий, ищущих инновационные способы для создания высокопрочных сварочных соединений без внутренних и внешних (видимых) дефектов, сопровождающих процесс сварки.
Разработанные для широкого спектра применения с особым вниманием к жёсткости и требованиям, связанным с работой при высоких нагрузках в процессе СТП (FSW) станки Powerstir способны воспринимать тяжёлые нагрузки возникаемые в процессе сварки при точном регулировании усилия и с минимальными отклонениями.
Предлагая широкие возможности для соединения трудно свариваемых сплавов станки модели Powerstir обеспечивают точное позиционирование, контроль усилия, измерение нагрузки, ведение журнала в реальном времени с записью параметров процесса сварки, слежение за направлением и толщиной сварочного шва.

Сварка трением перемешиванием сталей и титановых сплавов для аэрокосмической промышленности и авиации.

Исследования и разработки сделанные в штаб-квартире компании PTG в Великобритании позволили станкам для сварки трением перемешиванием модели Powerstir производимым подразделением Crawford Swift достичь новых высот, включая сварку специальных высоколегированных сталей и титановых сплавов, которые широко используются в аэрокосмической промышленности.
Нами были успешно выполнена сварка специальной стали и титана для аэрокосмической промышленности толщиной от 3 до 8 мм, при этом использовался специальный инструмент от компании PTG. Превосходные результаты были получены при сварке деталей из алюминиевых сплавов толщиной от 2 до 35 мм при различных технологических задачах, таких как:

• продольная сварка плоских деталей с использованием фиксированного инструмента – пина от PTG, перемещаемого пина вдоль оси и катушечного пина;
• сварка аэрокосмических алюминиевых сплавов при помощи катушечного пина PTG;
• сварка с поворотом (ось С) пластин сложного профиля с использованием фиксированного пина от PTG и методом перемещения пина вдоль оси для извлечения его из зоны сварки;
• продольная сварка цилиндров большого диаметра с использованием фиксированного пина и методом извлечения пина;
• радиальная сварка с поворотом (ось С) цилиндров большого диаметра с использованием извлечения пина – FSW технология;
• сварка с поворотом (ось С) частей полусфер с использованием технологии извлечения пина.

Области применения станков Powerstir

• сварка корпусов вагонов и локомотивов из алюминиевых панелей;
• сварка фюзеляжей самолетов и деталей авионики;
• сварка корпусов грузового отсека и рам космических аппаратов;
• сварка теплоотводов и корпусов электроприборов;
• сварка панелей кораблей и лодок;
• сварка корпусов топливных баков и контейнеров;
• сварка алюминиевых секций мостов, рам и архитектурных сооружений;
• сварка трубопроводов и теплообменников;
• сварка кожухов электродвигателей.

Отличительные особенности

Система ЧПУ
Система ЧПУ имеет специальное исполнение и обеспечивает полный контроль и мониторинг процесса сварки, включает систему сбора данных, поставляется обычно с сенсорным экраном.

Мониторинг процесса
Оператор может выбрать режим для выполнения процесса сварки указав позицию, значения усилия или изменив параметр глубины. Опционально станки оснащаются системой видеонаблюдения, которая позволяет осуществлять безопасное наблюдение за происходящим в зоне сварки.

Контроль нагрузки
Постоянная нагрузка и контроль за ней являются основным фактором для качественного выполнения процесса сварки трением перемешиванием, датчики измеряют нагрузку, и система поддерживает параметры, заданные оператором в течении всего процесса сварки.

Контроль температуры сварки
Несколько установок для бесконтактного измерения температуры в зоне сварки расположены вокруг рабочей зоны станка и позволяют передавать данные в режиме реального времени.

Отслеживание направления
Система слежения за линией соединения деталей передаёт данные системе ЧПУ станка, а та в свою очередь даёт команду на корректировку положения инструмента по оси Y, для того чтобы траектория перемещения инструмента оставалась на линии сопряжения деталей. Программное обеспечение позволяет наблюдать за состоянием системы слежения на дисплее.

Защита зоны сварки
Опция - защита рабочей зоны при работе с аргоном от атмосферных газов при сварке материалов, требующих высокотемпературный режим работы, таких как сталь и титан.

Зажимные приспособления
Опция – дополнительные приспособления, такие как боковые прижимы, оправки и опоры могут быть включены комплект поставки.

Система сбора данных
Все станки Powerstir оборудованы системами для измерения и записи всех данных процесса сварки. Для каждого процесса оператор может выбрать перечень параметров, которые будут отображаться, несмотря на это всё равно все параметры процесса сварки записываются и архивируются на жёстком диске станка. Система сбора данных записывает значения осевой силы, силы направленной по направлению перемещения инструмента, скорость вращения шпинделя и скорость подачи и направление.
Контроль положения по высоте
Бесконтактные датчики постоянно измеряют позицию инструмента относительно свариваемых деталей и контролируют зазор между державкой и поверхностью детали в пределах ±0,5 мм.

Производственная линейка станков для СТП (FSW)
Станки Powerstir для СТП (FSW) были разработаны для широкого спектра применения, и поэтому производственная линейка имеет широкий модельный ряд - от небольших станков для работы в научных лабораториях, от специальных машин, предназначенных для сварки деталей со сложными профилями – эллипсоидными или сферическими до больших портальных станков для сварки панелей для железнодорожной промышленности, кораблестроения и аэрокосмической промышленности.

Настольные станки для сварки трением перемешиванием / Исследовательские центры Стенды или настольные станки для СТП (FSW) используются для образовательных целей или для сварки небольших деталей. Процесс сварки в настольных станках выполняются с защищенной рабочей зоне. Особенно подобные станки подходят для сварки тонкостенных деталей, например, для сварки гидравлических цилиндров, амортизаторов, и частей теплообменников.
Портальные станки с подвижным столом для сварки трением перемешиванием Портальные станки имеют различные размеры рабочей зоны и обладают разными технологическими возможностями. Портальные станки нашли своё применение при проведении экспериментальных работ, особенно при разработке технологии сварки авиационных крыльев и фюзеляжа. Портальные станки также используются при разработках в аэрокосмической промышленности, так, например, применение СТП (FSW) позволяет уменьшить толщину стенки различных компонентов аппаратов.
Портальные станки с подвижным порталом (Gantry) для сварки трением перемешиванием Портальные станки Powerstir для СТП (FSW) имеют специальные модели, используемые для сварки корпусов железнодорожных вагонов высокоскоростных пассажирских поездов. Например, был разработан портальный станок с рабочей зоной 4х30 метров для сварки из алюминиевых панелей боковин и пола пассажирского вагона. Портальные станки для СТП (FSW) могут применяться для сварки тяжело свариваемых компонентов.