RU2277465C1 - Friction welding method and tool for its implementing - Google Patents

Friction welding method and tool for its implementing Download PDF

Info

Publication number
RU2277465C1
RU2277465C1 RU2004128737/02A RU2004128737A RU2277465C1 RU 2277465 C1 RU2277465 C1 RU 2277465C1 RU 2004128737/02 A RU2004128737/02 A RU 2004128737/02A RU 2004128737 A RU2004128737 A RU 2004128737A RU 2277465 C1 RU2277465 C1 RU 2277465C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mandrel
tool
welding
angle
axis
Prior art date
Application number
RU2004128737/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004128737A (en
Inventor
Олег Сергеевич Сироткин (RU)
Олег Сергеевич Сироткин
Михаил Михайлович Штрикман (RU)
Михаил Михайлович Штрикман
Геннадий Васильевич Шилло (RU)
Геннадий Васильевич Шилло
Виталий Валентинович Плихунов (RU)
Виталий Валентинович Плихунов
Валентин Андреевич Половцев (RU)
Валентин Андреевич Половцев
Александр Николаевич Сабанцев (RU)
Александр Николаевич Сабанцев
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО "НИАТ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО "НИАТ") filed Critical Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО "НИАТ")
Priority to RU2004128737/02A priority Critical patent/RU2277465C1/en
Publication of RU2004128737A publication Critical patent/RU2004128737A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2277465C1 publication Critical patent/RU2277465C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; welding.
SUBSTANCE: invention can be used for connecting sheets made of different materials, including unweldable or limitedly by fusion welding. Proposed welding tool has mandrel with support surface on end face rotated around axle and provided with projecting working rod arranged coaxially. Said working rod is dipped in butt joint of members to be connected, and tool is moved with tilting of its axis along butt joint. Plasticized zone is acted upon by pressure built by support end face surface of mandrel and pressure periodically changing in value. Mandrel is made with support surface deflecting from plane perpendicular to its of rotation through angle of 0.5-5.0 degrees. In process of welding mandrel is arranged with possibility of dipping its support surface in edges of sheets to be connected. Improved quality of weld seam owing to creation of tight fine grain structure without microdefects is provided by intensification of weld seam forming process using power frequency pulsation.
EFFECT: improved quality of weld seams.
3 cl, 5 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к сварке металлов, более конкретно, к сварке трением, и может быть использовано в ракетостроении, самолетостроении, судостроении и других отраслях машиностроения и строительства для соединения листовых деталей и узлов конструкций из различных материалов, в том числе несвариваемых и ограниченно свариваемых плавлением с целью повышения надежности и прочности сварных швов.The invention relates to the welding of metals, more specifically to friction welding, and can be used in rocket science, aircraft manufacturing, shipbuilding and other engineering and construction industries for joining sheet metal parts and structural units from various materials, including non-welded and limited welded by fusion for the purpose increase the reliability and strength of welds.

Уровень техникиState of the art

Известен способ сварки металлов трением для соединения "в стык" листовых деталей, по которому вращающийся инструмент, выполненный в виде стержня с напаянным наконечником, погружают в стык соединяемых деталей и перемещают его вдоль линии стыка, перенося нагретый ротационным трением материал в зону, освобождаемую сзади движущегося инструмента. При этом при достижении пластичности материалов в зоне стыка к инструменту прикладывают осевое усилие (см. А.С. СССР №195846, кл. МПК В 23 К, 1967 г.).A known method of welding metals by friction for joining sheet metal parts, according to which a rotating tool made in the form of a rod with a soldered tip, is immersed in the joint of the parts to be joined and move it along the joint line, transferring the material heated by rotational friction to the area released from behind the moving tool. In this case, when reaching the ductility of materials in the joint zone, an axial force is applied to the tool (see AS USSR No. 195846, class IPC V 23 K, 1967).

Патент на аналогичное решение "Усовершенствование сварки трением" выдан английской фирме The Welding Institute (TWI) - международная заявка WO 93/10935 от 10.06.93 г. (приоритет от 1991 г.). Известные решения не позволяют получать стабильно надежный и прочный сварной шов.The patent for a similar solution, Improving Friction Welding, was granted to the English company The Welding Institute (TWI) - international application WO 93/10935 of 06/10/93 (priority of 1991). Known solutions do not allow to obtain a stably reliable and durable weld.

Известен способ сварки трением с перемешиванием, преимущественно для конструкционных элементов, полученных прессованием, включающий подгонку, установку и закрепление соединяемых элементов, соединение элементов между собой с помощью введения зонда (инструмента), выполненного с цилиндрической оправкой, снабженной на конце опорной поверхностью и соосно расположенным наконечником из материала более твердого, чем соединяемые материалы, вращаемого вокруг оси и перемещаемого вдоль линии соединения, для генерирования тепла трения и создания пластифицированной зоны материала элементов. Кроме того, способ включает воздействие на пластифицированную зону давлением, прикладываемым перпендикулярно поверхности материалов с помощью опорной поверхности, и создание улучшенного потока пластифицированного материала перпендикулярно и вертикально к кромкам соединяемых элементов за счет выступов на наконечнике (см. международную заявку WO 95/26254, МПК В 23 К 20/12, 1995 г.).A known method of friction welding with stirring, mainly for structural elements obtained by pressing, including fitting, installing and securing the connected elements, connecting the elements together by introducing a probe (tool) made with a cylindrical mandrel provided with a supporting surface at the end and a coaxially located tip from a material harder than the materials to be joined, rotated around the axis and moved along the connection line to generate friction heat and created I plasticized zone material elements. In addition, the method includes exposing the plasticized zone to a pressure applied perpendicular to the surface of the materials using the supporting surface, and creating an improved flow of plasticized material perpendicularly and vertically to the edges of the elements to be connected by protrusions on the tip (see international application WO 95/26254, IPC B 23 K 20/12, 1995).

Такое выполнение способа, по мнению авторов, позволяет улучшить гомогенизацию шва и за счет этого повысить его качество. Однако данный способ и инструмент не обеспечивают гарантированного получения высококачественного сварного шва и отсутствия в нем несплошностей, неоднородностей.This embodiment of the method, according to the authors, allows to improve the homogenization of the seam and thereby improve its quality. However, this method and tool do not provide guaranteed obtaining a high-quality weld and the absence of discontinuities and inhomogeneities in it.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является разработка такого способа сварки трением с использованием вращающегося стержня и инструмента для его реализации, которые позволили бы повысить качество сварного шва за счет создания плотной, мелкозернистой его структуры и отсутствия микродефектов.The objective of the invention is to develop such a method of friction welding using a rotating rod and a tool for its implementation, which would improve the quality of the weld due to the creation of a dense, fine-grained structure and the absence of microdefects.

В соответствии с изобретением поставленная задача достигается тем, что в способе сварки трением, преимущественно для конструкционных листовых элементов, включающем подгонку, установку и закрепление соединяемых элементов, соединение элементов между собой с помощью введения инструмента, выполненного в виде оправки, снабженной на торце опорной поверхностью и соосно расположенным выступающим рабочим стержнем, вращаемой вокруг оси, погружаемой рабочим стержнем в стык соединяемых элементов и перемещаемой вдоль него, для генерирования тепла трения и создания пластифицированной зоны материала элементов, воздействие на пластифицированную зону давлением, создаваемым опорной торцевой поверхностью, воздействие на пластифицированную зону осуществляют периодически изменяющимся по величине давлением с помощью оправки, выполненной с опорной поверхностью отклоненной от плоскости вращения на заданный угол.In accordance with the invention, the task is achieved in that in a method of friction welding, mainly for structural sheet elements, including fitting, installing and securing the joined elements, connecting the elements together by introducing a tool made in the form of a mandrel provided with an abutment surface at the end and coaxially located protruding working rod, rotatable around an axis, immersed by the working rod in the joint of the elements to be connected and moved along it, to generate heat To friction and create a plasticized zone of the material of the elements, the pressure on the plasticized zone by the pressure created by the supporting end surface, the impact on the plasticized zone is carried out by periodically varying pressure using a mandrel made with the supporting surface deviated from the plane of rotation by a predetermined angle.

Кроме того, в инструменте для осуществления способа, выполненном в виде оправки, связанной с приводом вращения и снабженной на торце опорной поверхностью и соосно расположенным рабочим стержнем, плоскость опорной поверхности выполнена отклоненной от плоскости вращения оправки на угол, равный 0,5-5°.In addition, in the tool for implementing the method, made in the form of a mandrel associated with a rotation drive and provided with an end face and a coaxially located working rod, the plane of the supporting surface is made deviated from the plane of rotation of the mandrel by an angle equal to 0.5-5 °.

Более того, в инструменте для осуществления способа опорная поверхность оправки в области малого угла с боковыми образующими оправки выполнена с фаской под углом к плоскости вращения оправки, равным 1,05-1,15 (β+α), где β - угол наклона оси инструмента при сварке, α - угол отклонения опорной поверхности от плоскости вращения.Moreover, in the tool for implementing the method, the supporting surface of the mandrel in the region of a small angle with the side generators of the mandrel is chamfered at an angle to the plane of rotation of the mandrel, equal to 1.05-1.15 (β + α), where β is the angle of inclination of the axis of the tool during welding, α is the angle of deviation of the supporting surface from the plane of rotation.

Такое выполнение способа и инструмента позволяет повысить качество сварного шва путем устранения микродефектов в виде несплошностей благодаря интенсификации процессов формирования структуры шва за счет введения силовых частотных пульсаций.This embodiment of the method and the tool improves the quality of the weld by eliminating microdefects in the form of discontinuities due to the intensification of the processes of formation of the structure of the weld due to the introduction of frequency power pulsations.

Перечень чертежейList of drawings

Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:

- Фиг.1 показывает схему осуществления способа в аксонометрии с частичным вырезом листа по сварному шву;- Figure 1 shows a diagram of the implementation of the method in a perspective view with a partial cutout of the sheet along the weld;

- Фиг.2 показывает инструмент для осуществления способа с разрезом по оси оправки;- Figure 2 shows a tool for implementing the method with a cut along the axis of the mandrel;

- Фиг.3 показывает концевую часть инструмента при ведении сварки;- Figure 3 shows the end part of the tool when conducting welding;

- Фиг.4 показывает концевую часть оправки инструмента с удаленным рабочим стержнем;- Figure 4 shows the end part of the mandrel of the tool with a remote working rod;

- Фиг.5 показывает вид по стрелке А Фиг.4.- Figure 5 shows a view along arrow A of Figure 4.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Процесс соединения конструкционных элементов, например, двух листов 1 и 1' из высокопрочного алюминиевого сплава (см. Фиг.1) "в стык" по предлагаемому способу осуществляют в следующей последовательности.The process of connecting structural elements, for example, two sheets 1 and 1 'of high-strength aluminum alloy (see Figure 1) "in joint" by the proposed method is carried out in the following sequence.

Листы 1 и 1' собирают в специальном сборочно-сварочном зажимном приспособлении (на чертеже не показано). Производят подгонку и установку листов, обеспечивая при этом смыкание торцов кромок и плотное прилегание кромок к жесткой технологической подкладке. После чего выполняют закрепление листов и соединяемых кромок. Не допускаются в процессе сварки какие-либо перемещения кромок относительно зажимного приспособления.Sheets 1 and 1 'are assembled in a special assembly-welding fixture (not shown in the drawing). The sheets are adjusted and set, while ensuring the closure of the ends of the edges and the tight fit of the edges to a rigid technological lining. After that, the sheets and the joined edges are fixed. During the welding process, any movement of the edges relative to the clamping device is not allowed.

На собранные, подогнанные и зафиксированные таким образом соединяемые листы опускают инструмент, выполненный в виде оправки 2, снабженной на одном конце приводом вращения, а на нижнем торце - опорной поверхностью 5, выполненной отклоненной от плоскости вращения на заданный угол, и соосно расположенным выступающим рабочим стержнем 3. Инструмент опускают до соприкосновения рабочего стержня 3 с поверхностью листов 1 и 1'.A tool made in the form of a mandrel 2 provided with a rotation drive at one end and a supporting surface 5 made deflected from the plane of rotation by a predetermined angle and coaxially located protruding working rod is lowered onto assembled, fitted, and fixed in such a way joined connecting sheets. 3. The tool is lowered until the contact of the working rod 3 with the surface of the sheets 1 and 1 '.

Включают привод вращения 4 (см. Фиг.2) оправки 2 и медленно погружают вращающийся рабочий стержень 3 в стык соединяемых элементов для генерирования тепла трения и создания пластифицированной зоны материала свариваемых узлов (по мере их разогрева). Погружение рабочего стержня 3 производят на заданную глубину, например, на толщину свариваемого материала до появления контакта опорной поверхности 5 оправки 2 с поверхностью соединяемых элементов (Фиг.1). За время погружения рабочего стержня 3 в стык материал вокруг него нагревается до температуры, при которой он становится пластичным. После этого, не прекращая вращения рабочего стержня 3, начинают перемещение оправки со скоростью сварки VС вдоль линии соединения (Фиг.1). Рабочий стержень давит на пластифицированный материал соединяемых листов и, вращаясь, перемещает пластифицированный материал в зону, освобождающуюся сзади движущегося инструмента, где формируется сварочный шов 6 (Фиг.1).The rotation drive 4 is turned on (see FIG. 2) of the mandrel 2 and the rotating working rod 3 is slowly immersed in the joint of the connected elements to generate friction heat and create a plasticized zone of the material of the welded units (as they heat up). The immersion of the working rod 3 is carried out to a predetermined depth, for example, to the thickness of the material being welded until the contact of the supporting surface 5 of the mandrel 2 with the surface of the connected elements (Figure 1). During the immersion of the working rod 3 in the joint, the material around it is heated to a temperature at which it becomes plastic. After that, without stopping the rotation of the working rod 3, begin moving the mandrel with a welding speed V C along the connection line (Figure 1). The working rod presses on the plasticized material of the sheets to be joined and, rotating, moves the plasticized material to the area that is released behind the moving tool, where a welding seam 6 is formed (Figure 1).

При этом осуществляют воздействие на пластифицированную зону давлением, создаваемым опорной торцевой поверхностью, за счет постоянного усилия, прилагаемого к оправке вдоль ее оси сверху вниз.In this case, the plasticized zone is affected by the pressure created by the supporting end surface, due to the constant force exerted on the mandrel along its axis from top to bottom.

Для повышения силы давления ось инструмента при сварке наклоняют на небольшой угол - β (2-3 градуса) (см. Фиг.3) и ведут процесс вершиной угла вперед. При этом сила давления опорной торцевой поверхности оправки раскладывается по осям Х и Z, то есть появляется вектор силы в направлениях вдоль оси инструмента (Z) и сварки (Х), способствующие лучшей динамике пластического течения материала и более стабильному формированию шва.To increase the pressure force, the axis of the tool during welding is tilted by a small angle - β (2-3 degrees) (see Figure 3) and the process is conducted with the apex of the angle forward. In this case, the pressure force of the supporting end surface of the mandrel is expanded along the X and Z axes, that is, a force vector appears in the directions along the tool axis (Z) and welding (X), which contribute to better dynamics of the plastic flow of the material and more stable formation of the seam.

Кроме постоянного давления, на пластифицированную зону воздействуют периодически изменяющимся по величине давлением с помощью оправки, выполненной с опорной поверхностью 5, отклоненной от плоскости вращения 7 на заданный угол α.In addition to constant pressure, the plasticized zone is affected by periodically varying pressure with the help of a mandrel made with a supporting surface 5 deviated from the plane of rotation 7 by a given angle α.

В процессе перемещения вращающегося инструмента вдоль линии соединения опорная поверхность 5 оправки 2 отклонена от поверхности соединяемых листов 1 и 1' на постоянный угол β (примерно 2-3 градуса) из-за наклона на этот угол оси инструмента. К углу β добавляется переменный угол α, вызванный отклонением опорной поверхности 5 от плоскости вращения 7 оправки. Поэтому в каждой точке поверхности свариваемых листов под опорной поверхностью 5 оправки 2 при ее вращении происходит периодическое переменное погружение опорной поверхности 5 оправки 2 в кромки соединяемых листов с наибольшей глубиной погружения на линии стыка сзади движущегося инструмента, то есть в зоне формирования шва. Вследствие этого на зону формирования шва создается переменное давление с максимальным амплитудным значением переменной силы давления позади рабочего стержня 3. Такая силовая пульсация увеличивает динамику деформации материала и других процессов и способствует формированию более плотной структуры материала шва, отсутствию в нем микродефектов.In the process of moving the rotating tool along the connection line, the supporting surface 5 of the mandrel 2 is deviated from the surface of the joined sheets 1 and 1 'by a constant angle β (about 2-3 degrees) due to the inclination of the tool axis to this angle. To the angle β is added a variable angle α, caused by the deviation of the supporting surface 5 from the plane of rotation 7 of the mandrel. Therefore, at each point on the surface of the sheets to be welded under the supporting surface 5 of the mandrel 2 during its rotation, a periodic alternating immersion of the supporting surface 5 of the mandrel 2 into the edges of the joined sheets with the greatest immersion depth at the joint line behind the moving tool, i.e. in the weld formation zone. As a result, an alternating pressure is created on the weld formation zone with a maximum amplitude value of the variable pressure force behind the working rod 3. This force pulsation increases the dynamics of the deformation of the material and other processes and contributes to the formation of a more dense structure of the weld material, the absence of microdefects in it.

Эффект уплотнения появляется при наличии угла и усиливается при увеличении угла до 4-5 градусов. Дальнейшее увеличение угла α приводит к нарушению формирования шва. При выборе угла α учитывают толщину соединяемых элементов и теплофизические свойства материала элементов. Угол увеличивают с увеличением толщины и при меньших значениях предела текучести материала соединяемых элементов.The compaction effect appears in the presence of an angle and increases with an increase in the angle to 4-5 degrees. A further increase in the angle α leads to a violation of the formation of the seam. When choosing the angle α, the thickness of the connected elements and the thermophysical properties of the material of the elements are taken into account. The angle increases with increasing thickness and at lower values of the yield strength of the material of the connected elements.

Инструмент для осуществления способа выполнен в виде оправки 2 (см. Фиг.2, 3), связанной с приводом вращения 4 и снабженной на торце опорной поверхностью 5 и соосно расположенным рабочим стержнем 3. При этом плоскость опорной поверхности 5 выполнена отклоненной от плоскости вращения 7(перпендикулярно оси вращения 8 оправки 2) на угол, равный 0,5-5°.The tool for implementing the method is made in the form of a mandrel 2 (see FIGS. 2, 3), connected with a rotation drive 4 and provided with an abutment surface 5 and a coaxially disposed working rod 3. The plane of the abutment surface 5 is deviated from the plane of rotation 7 (perpendicular to the axis of rotation 8 of the mandrel 2) at an angle equal to 0.5-5 °.

Приводом вращения 4 может служить, например, привод вертикально-фрезерного станка, в шпинделе которого устанавливают инструмент, а зажимное сборочно-сварочное приспособление с собранными под сварку соединяемыми листами устанавливают на каретке станка, после чего производят сварку.The rotation drive 4 can be, for example, the drive of a vertically milling machine, in which the tool is installed in the spindle, and the clamping assembly and welding fixture with the joining sheets assembled for welding is mounted on the machine carriage, after which welding is performed.

Следует отметить, что опорную поверхность 5 оправки 2 на практике выполняют с диаметром, превышающим диаметр рабочего стержня примерно в 2-2,5 раза.It should be noted that the supporting surface 5 of the mandrel 2 in practice is performed with a diameter exceeding the diameter of the working rod by about 2-2.5 times.

Поскольку опорная поверхность 5 отклонена на угол α, то (см. Фиг.4, 5) она образует овал с большой осью 9 (ось симметрии) и малой осью 10. В сечении, проходящем через большую ось опорной поверхности 9 и ось вращения 8, образуются малый 11 и большой 12 углы между опорной поверхностью оправки 5 и образующими ее боковой поверхности. Чтобы упомянутый малый угол не оставлял глубоких рисок на поверхности сварного шва, опорная поверхность в области малого угла 11 выполнена с фаской 13 под углом 14 к плоскости вращения 7 оправки, равным 1,05-1,15(β+α), где β - угол наклона оси инструмента при сварке, α - угол отклонения опорной поверхности от плоскости вращения. Фаска 13 образована в виде конусной поверхности вокруг оси оправки 5 и может быть выполнена с максимальным размером 17, равным 0,8-1,5 мм на большой оси.Since the supporting surface 5 is deflected by an angle α, then (see Figs. 4, 5) it forms an oval with a large axis 9 (axis of symmetry) and a small axis 10. In a section passing through the large axis of the supporting surface 9 and the axis of rotation 8, small 11 and large 12 angles are formed between the supporting surface of the mandrel 5 and the side surface forming it. So that the said small angle does not leave deep scratches on the surface of the weld, the supporting surface in the region of the small angle 11 is made with a bevel 13 at an angle of 14 to the plane of rotation 7 of the mandrel, equal to 1.05-1.15 (β + α), where β - the angle of inclination of the axis of the tool during welding, α is the angle of deviation of the supporting surface from the plane of rotation. The chamfer 13 is formed in the form of a conical surface around the axis of the mandrel 5 and can be made with a maximum size of 17 equal to 0.8-1.5 mm on the major axis.

Рабочий стержень 3 может быть выполнен сменным. Его вводят по ходовой посадке в канал оправки 2 до упора 16 (см. Фиг.2) и фиксируют от выпадения из него винтом 15, а жесткая связь с оправкой может быть выполнена конструктивно по-разному, например, через шлицевое соединение. Упор 16 на рабочем стержне выполнен с диаметром, превышающим диаметр канала оправки не менее чем на 2,0 мм.The working rod 3 can be made interchangeable. It is introduced along the landing landing in the channel of the mandrel 2 to the stop 16 (see FIG. 2) and fixed from falling out of it with a screw 15, and a rigid connection with the mandrel can be made structurally different, for example, via a spline connection. The emphasis 16 on the working rod is made with a diameter exceeding the diameter of the mandrel channel by at least 2.0 mm.

Поверхность рабочего стержня 3 может быть выполнена с различным рельефом: винтовая нарезка, выступы и углубления для усиления воздействия на пластическое течение материала в процессе сварки.The surface of the working rod 3 can be made with a different relief: screw cutting, protrusions and recesses to enhance the impact on the plastic flow of the material during the welding process.

По предлагаемому способу выполнялась опытная сварка образцов из алюминиевого сплава АМг6. Исследования показали, что получаемый сварной шов имеет особо мелкозернистую структуру металла, что повышает его надежность и прочностные характеристики.The proposed method was performed experimental welding of samples from aluminum alloy AMg6. Studies have shown that the resulting weld has a particularly fine-grained metal structure, which increases its reliability and strength characteristics.

По сравнению с известными способами, использующими инструмент с опорной поверхностью, лежащей в плоскости вращения инструмента, предлагаемый способ и инструмент позволяют повысить стабильность получения плотного сварного шва даже при предельных параметрах сварки, что повышает надежность способа.Compared with known methods using a tool with a supporting surface lying in the plane of rotation of the tool, the proposed method and tool can improve the stability of obtaining a tight weld even with extreme welding parameters, which increases the reliability of the method.

Claims (3)

1. Способ сварки трением, преимущественно для соединения конструкционных листовых элементов, включающий подгонку, установку и закрепление соединяемых элементов, осуществление сварки инструментом, содержащим вращаемую вокруг оси оправку, имеющую опорную поверхность на торце, снабженную расположенным ей соосно выступающим рабочим стержнем, путем погружения рабочего стержня в стык соединяемых элементов и перемещения инструмента с наклоном его оси вдоль стыка с обеспечением генерирования тепла трения и создания пластифицированной зоны материала соединяемых элементов, при этом на пластифицированную зону воздействуют давлением, создаваемым опорной торцевой поверхностью оправки, отличающийся тем, что воздействие на пластифицированную зону осуществляют периодически изменяющимся по величине давлением за счет выполнения оправки с опорной поверхностью, отклоненной от плоскости, перпендикулярной ее оси вращения на заданный угол, и размещения оправки с возможностью погружения ее опорной поверхности в кромки соединяемых элементов.1. A method of friction welding, mainly for connecting structural sheet elements, including fitting, installing and securing the elements to be connected, welding with a tool containing a mandrel rotating around an axis, having a supporting surface at the end, equipped with a coaxially protruding working rod, by immersing the working rod in the joint of the connected elements and the movement of the tool with the inclination of its axis along the joint to ensure the generation of heat of friction and create a plasticized zone material of the elements to be connected, wherein the plasticized zone is affected by the pressure created by the supporting end surface of the mandrel, characterized in that the plasticized zone is affected by periodically varying pressure by performing the mandrel with the supporting surface deviated from a plane perpendicular to its axis of rotation for a given angle, and placement of the mandrel with the possibility of immersion of its supporting surface in the edges of the connected elements. 2. Инструмент для сварки трением, содержащий связанную с приводом вращения оправку с опорной поверхностью на торце, снабженную соосно расположенным выступающим рабочим стержнем, отличающийся тем, что опорная поверхность оправки выполнена отклоненной от плоскости, перпендикулярной оси вращения оправки на угол α, равный 0,5-5,0°.2. A tool for friction welding, comprising a mandrel associated with a rotational drive with a supporting surface at the end, provided with a coaxially projecting working rod, characterized in that the supporting surface of the mandrel is deviated from a plane perpendicular to the axis of rotation of the mandrel by an angle α equal to 0.5 -5.0 °. 3. Инструмент по п.2, отличающийся тем, что опорная поверхность оправки в области меньшего угла с боковыми образующими оправки выполнена с фаской под углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения оправки, равным 1,05-1,15(β+α), где β - угол наклона оси инструмента при сварке, α - угол отклонения опорной поверхности от плоскости, перпендикулярной оси вращения.3. The tool according to claim 2, characterized in that the supporting surface of the mandrel in the region of a smaller angle with the side generators of the mandrel is chamfered at an angle to the plane perpendicular to the axis of rotation of the mandrel, equal to 1.05-1.15 (β + α), where β is the angle of inclination of the axis of the tool during welding, α is the angle of deviation of the supporting surface from a plane perpendicular to the axis of rotation.
RU2004128737/02A 2004-09-29 2004-09-29 Friction welding method and tool for its implementing RU2277465C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004128737/02A RU2277465C1 (en) 2004-09-29 2004-09-29 Friction welding method and tool for its implementing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004128737/02A RU2277465C1 (en) 2004-09-29 2004-09-29 Friction welding method and tool for its implementing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004128737A RU2004128737A (en) 2006-03-27
RU2277465C1 true RU2277465C1 (en) 2006-06-10

Family

ID=36388433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004128737/02A RU2277465C1 (en) 2004-09-29 2004-09-29 Friction welding method and tool for its implementing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2277465C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101670483B (en) * 2009-10-21 2011-06-15 哈尔滨工业大学 Fill type stirring friction plug repair welding method and welding tool thereof
RU2569271C1 (en) * 2012-04-06 2015-11-20 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Welding of steel sheets by friction with mixing
RU2621514C2 (en) * 2015-11-25 2017-06-06 Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Tool for friction stir welding
RU2634402C1 (en) * 2016-07-04 2017-10-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Friction welding method with aluminium wrought alloys mixing
CN110573289A (en) * 2017-08-22 2019-12-13 日本轻金属株式会社 Method for manufacturing liquid cooling jacket
RU2822529C1 (en) * 2023-07-21 2024-07-08 Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Method of producing tee compound

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101670483B (en) * 2009-10-21 2011-06-15 哈尔滨工业大学 Fill type stirring friction plug repair welding method and welding tool thereof
RU2569271C1 (en) * 2012-04-06 2015-11-20 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Welding of steel sheets by friction with mixing
RU2621514C2 (en) * 2015-11-25 2017-06-06 Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Tool for friction stir welding
RU2634402C1 (en) * 2016-07-04 2017-10-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Friction welding method with aluminium wrought alloys mixing
CN110573289A (en) * 2017-08-22 2019-12-13 日本轻金属株式会社 Method for manufacturing liquid cooling jacket
RU2822529C1 (en) * 2023-07-21 2024-07-08 Акционерное общество "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" Method of producing tee compound

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004128737A (en) 2006-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Thomas et al. Friction stir welding developments
Amini et al. Study of ultrasonic vibrations’ effect on friction stir welding
JP6350334B2 (en) Joining method and composite rolled material manufacturing method
US7275675B1 (en) Friction stir weld tools
EP0752926B1 (en) Friction stir welding
EP3332904A1 (en) Laser welding method
US20070057015A1 (en) Tapered friction stir welding and processing tool
US20110180587A1 (en) Friction stir welding tool
JP2003320465A (en) Taper friction agitation welding tool
EP0615480A1 (en) Improvements relating to friction welding.
Doos et al. Experimental study of friction stir welding of 6061-T6 aluminum pipe
Martin et al. Friction stir welding technology for marine applications
US20150336204A1 (en) Joining process for neutron absorbing materials
RU2277465C1 (en) Friction welding method and tool for its implementing
JP2007209987A (en) Friction stir welding method
RU2330749C2 (en) Method of friction welding with material mixing and device for welding
JPH11333572A (en) Friction-stirr-welding method
Ciliberto et al. FSW of T joints in overlap configuration: process optimization in joining dissimilar aluminium alloys for the aeronautic application
Raturi et al. Tensile strength and failure of dissimilar friction stir welded joints between 6061-T6 and 2014-T6 aluminum alloys
Aldanondo et al. Mechanical and microstructural properties of FSW lap joints
Swaminathan et al. Experimental study of mechanical and metallurgical properties of friction stir welded dissimilar aluminum alloys
Harwani et al. Effect of shoulder diameter on friction stir welding of Al 6061 to SS 304
JP6429104B2 (en) Friction stir joint
JP2020163411A (en) Laser welding device and laser welding method
US10193424B2 (en) Method and system for welding rotor coils

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180930