Выпущена новая сварочная установка. Установка сварки трением с перемешиванием c ультразвуковым воздействием

Совсем недавно разработан и выпущен новый аппарат – сварка, работающая на основе трения, перемешивания и ультразвукового воздействия. Разработчиками этого инновационного устройства стали:

• Институт физики прочности и материаловедения (Сибирское отделение Российской академии наук);
• Национальный исследовательский политехнический Университет Томска;
• ЗАО «Чебоксарское предприятие «Сеспель» из Чебоксар.

Основой новой разработки стало соглашение «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».

Рис. 1. Установка сварки трением с перемешиванием

На что способна новинка?

Сварочная установка способна создавать неразъемные соединения и при этом использоваться в двух режимах – ручном и автоматическом. Устройство предназначено для работы с листовыми заготовками. С его помощью можно создавать стыковые и нахлесточные сварные соединения, которые имеют такие характеристики:

• в качестве материала, из которого изготавливаются свариваемые листы, используются сплавы алюминия;
• для сварки выбираются пластины;
• ширина свариваемых заготовок может колебаться от 30 до 220 мм;
• толщина – от 1,5 до 10 мм;
• сварной шов может достигать 1000 мм – это максимальный показатель.

Новый аппарат предназначен для сварки плоских алюминиевых листов. При этом его работа осуществляется в таких технологических диапазонах:

• инструмент может сваривать под углом до трех градусов;
• прижимная сила установки достигает 40 кН;
• скорость вращения рабочей части колеблется от 100 до 1000 об/мин;
• сама сварка может производиться со скоростью до 1500 мм/мин;
• ультразвуковая составляющая инструмента работает с частотой колебаний в 20-23 КГц;
• амплитуда его колебаний может достигать 15 мкм;
• аппарат ультразвука обладает мощностью в 2000 Вт.

Как осуществляется управление?

Процесс управления сварочным аппаратом, который на современном рынке является не просто новинкой, а инновационной разработкой, осуществляется в программном режиме. Для этого используется промышленный компьютер, куда устанавливается специальное программное обеспечение. Руководит всей работой оператор – он может использовать при необходимости как автоматический, так и ручной режим. Вся информация, необходимая для проведения операции по сварке, выводится на большой сенсорный экран.

Рис. 2. Промышленный компьютер для управления установкой

Как работает новая сварочная установка?

Плоские алюминиевые заготовки свариваются, как обычно, на специальном столе. Их фиксация производится с помощью предназначенной для этого оснастки. Она состоит из:

• прижимов-упоров;
• фиксаторов;
• подложки.

Рис. 3. Сваренный образец на рабочем столе

Упоры-прижимы используются для того, чтобы при сварке материал не выдавливался в зазор, который имеется между подложкой и самой заготовкой. Фиксатор прижимает заготовки друг к другу – так предотвращается появление между ними зазоров. Фиксирующие элементы работают на основе электропривода. Подложка располагается под листами, которые нужно сварить. Она изготавливается из нержавеющей стали.

Рис. 4. Сварочный инструмент для СТП

Сварочный инструмент, за счет которого осуществляется процесс сварки, выпущен на ЗАО «Чебоксарское предприятие «Сеспель». Его крепление настолько удобно, что замену можно произвести быстро и в любое время. Подвод, через который поступают ультразвуковые колебания, присоединяется к одной из заготовок, которые нужно сварить. Для этого используются болты – с помощью них волновод устанавливается на заготовке, где для этого имеются отверстия.

Рис. 5. Ультразвуковой инструмент, смонтированный на образце

Чем удобна новая сварочная модель?

Каждая новинка разрабатывается, как правило, с целью создать функциональное, удобное и надежное устройство. Чем интересна эта модель?

• работа может производиться и в ручном, и в автоматическом режиме;
• можно проводить не только сварку, но и подготовку кромок шва сварки, т.е. фрезерование;
• все параметры операции по сварки можно задать в управляющей программе – инструмент все выполнит самостоятельно;
• все процессы, протекающие во время сварки, можно наблюдать на компьютерном экране;
• экран является сенсорным;
• параметры сварки можно заархивировать и сохранить на твердом диске;
• с помощью сохраненных данных можно провести анализ проделанной работы.

Производительность работы новой установки повышается благодаря тому, что здесь используется ультразвук. Это новое слово в области сварочного дела – разработчики надеются, что новинка станет доступна для широкого спектра предприятий.