Технология сварки металлических деталей трением была разработана в начале второй половины прошедшего столетия токарем Эльбрусского рудника А. И. Чудиковым. 8 августа 1956 года его письмо с описанием нового метода было опубликовано в прессе. Разработка привлекла внимание специалистов Всесоюзного научно-исследовательского института электросварочного оборудования (ВНИИЭСО), которые провели ряд исследований, в результате которых были выявлены основные преимущества технологии: низкие энергозатраты, высокая производительность и качество полученных соединений. Первая машина для сварки трением была изготовлена в 1959 году на Сестрорецком инструментальном заводе.
Суть
сварки трением состоит в следующем процессе: одна из заготовок, представляющая собой тело вращения, вставляется во вращающийся патрон, а вторая закрепляется в суппорте с возможностью совершения линейного движения по оси. Во время сварки первая заготовка начинает вращаться, а вторая подается на нее под достаточно большим давлением. Когда металл в зоне соприкосновения разогревается до необходимой температуры, вращение прекращается, а давление продолжается еще некоторое время.
Технология позволяет соединять заготовки из различных металлов и их сплавов, в том числе из стали и алюминия, стали и меди, алюминия и меди и прочих комбинаций.
Повсеместному распространению этого экономичного и эффективного метода сварки препятствовал ряд ограничений его применения:
- Возможность использования только в производственных условиях на стационарных машинах;
- Требования к заготовкам: сварка производится только встык, причем одна из заготовок должна представлять собой тело вращения;
- Диаметр свариваемых заготовок находится в диапазоне от 4 до 250 мм.
В настоящее время сварка трением широко применяется в инструментальном производстве, машиностроении, тракторо- и автомобилестроении, авиакосмическом и нефтегазовом комплексах и многих других отраслях промышленности.
Основными техническими характеристиками машин для сварки трением является диапазон допустимых значений площадей сечений обрабатываемых деталей, скорость оборота шпинделя и виды свариваемых металлов.
Современное оборудование для сварки трением может быть оснащено компьютерной системой управления, автоматической системой снятия/подачи заготовок, встроенным модулем для осуществления мониторинг процесса, устройствам для удаления грата. Отдельные модели позволяют выполнять двустороннюю сварку и сварку заготовок не круглого сечения.
Благодаря своим достоинствам технология сварки трением интенсивно развивается и совершенствуется, позволяя внедрять данный метод в самые разнообразнее сферы производства. Помимо соосного метода, описанного в данной статье, появилась ротационная сварка трением, сварка перемешиванием и другие технологии. Проведением новых исследований и их финансированием в области сварки трением заняты такие компании как NASA, Boeing, Imhof Hartchrom GmbH и Klaus Raiser GmbH (Германия), Wisconsin Center for Space Automation & Robotics, Shanghai puda friction welder co., ltd. (Китай), Hidetoshi Fujii и исследовательским центром JWRI при Osaka University (Япония), и многие другими крупными компаниями, корпорациями и научными институтами.
На заводе Kasado, принадлежащем корпорации Hitachi в 1998 г. была введена в эксплуатацию машина для сварки трением деталей шириной до 3 м, год спустя также была запущена аналогичная машина для 25-метровых заготовок. Новое оборудование предназначалось для изготовления корпусов вагонов и электропоездов.
Компании «Боинг» в тот же период приобрела три единицы промышленного оборудования сварки трением шведского производителя ESAB для изготовления ракет серии «Дельта».
Норвежская судостроительная фирма «Marine Aluminium» использует оборудование того же производителя для производства корпусов паромов и скоростных катеров.
