RU2780760C1 - Method for fabrication by friction stir welding of structures from sheets of aluminum or copper alloys - Google Patents
Method for fabrication by friction stir welding of structures from sheets of aluminum or copper alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2780760C1 RU2780760C1 RU2021139484A RU2021139484A RU2780760C1 RU 2780760 C1 RU2780760 C1 RU 2780760C1 RU 2021139484 A RU2021139484 A RU 2021139484A RU 2021139484 A RU2021139484 A RU 2021139484A RU 2780760 C1 RU2780760 C1 RU 2780760C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- tool
- friction stir
- parts
- stir welding
- Prior art date
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000003756 stirring Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 7
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области сварочного производства, в частности к способу сварки трением перемешиванием алюминиевых и медных сплавов.The invention relates to the field of welding production, in particular to a method of friction stir welding of aluminum and copper alloys.
Известен способ сварки трением с перемешиванием [RU№2357843 от 25.07.2007], включающий сборку свариваемых элементов и последующую сварку посредством вращения сварочного инструмента со сменным пальцем, при этом вращение инструмента осуществляют в направлении, противоположном углу отклонения канавок, выполненных на сменном пальце, благодаря чему обеспечивается перемещение пластифицированного металла сверху вниз для создания дополнительного прессующего давления металла в зоне шва.A known method of friction stir welding [RU No. 2357843 dated July 25, 2007], including the assembly of the elements to be welded and subsequent welding by rotating the welding tool with a replaceable finger, while the rotation of the tool is carried out in the direction opposite to the deviation angle of the grooves made on the replaceable finger, due to which ensures the movement of the plasticized metal from top to bottom to create additional pressing pressure of the metal in the weld zone.
Известен способ сварки трением с перемешиванием [RU№2714008 от 19.03.2019] алюминиевых конструкций из листовых деталей, включающий их установку и закрепление с последующей сваркой, при этом свариваемые детали закрепляют на жёсткой подложке из пластины, выполненной из материала с более низким коэффициентом теплопроводности, чем свариваемые материалы.A known method of friction stir welding [RU No. 2714008 of March 19, 2019] of aluminum structures made of sheet parts, including their installation and fixing, followed by welding, while the parts to be welded are fixed on a rigid substrate made of a plate made of a material with a lower thermal conductivity, than the materials to be welded.
Существенным недостатком указанных способов является то, что после сварки появляется дефект «грат» (фиг. 1). Данный дефект подлежит удалению при помощи последующей зачистки. Кроме того, в процессе сварки, вследствие контакта вращающегося буртика с поверхностью свариваемых деталей, происходит формирование поверхности с низким значением шероховатости, имеющей характерные для сварки трением с перемешиванием неровности (фиг. 1, фиг. 2). Следы после прохода сварочного инструмента не являются значительным дефектом, однако на ответственных конструкциях авиа- и ракетостроительной отрасли они подлежат удалению при помощи последующей зачистки шлифованием или фрезерованием.A significant disadvantage of these methods is that after welding, a “burr” defect appears (Fig. 1). This defect must be removed by subsequent stripping. In addition, during the welding process, due to the contact of the rotating shoulder with the surface of the parts to be welded, a surface with a low roughness value is formed, which has irregularities characteristic of friction stir welding (Fig. 1, Fig. 2). Traces after the passage of the welding tool are not a significant defect, however, on critical structures of the aircraft and rocket industry, they must be removed by subsequent cleaning by grinding or milling.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание способа сварки трением с перемешиванием, обеспечивающего одновременную вместе со сваркой фрезерную зачистку для удаления вышеуказанных дефектов, что позволит объединить операцию сварки и зачистки в одну, и значительно сократить время на изготовление сварных изделий.The technical result of the invention is the creation of a friction stir welding method that provides simultaneous milling cleaning together with welding to remove the above defects, which will make it possible to combine the welding and cleaning operations into one, and significantly reduce the time for manufacturing welded products.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе сварки трением с перемешиванием, включающем в себя установку деталей на подложку и их закрепление, сначала устанавливают фрезерную насадку, на которой закреплены режущие пластины, на инструмент для сварки, предварительно определив необходимую высоту установки относительно буртика инструмента, а затем производят сварку с одновременной фрезерной зачисткой. The technical result is achieved by the fact that in the proposed method of friction stir welding, which includes the installation of parts on the substrate and their fixing, first install the milling nozzle, on which the cutting plates are fixed, on the tool for welding, having previously determined the required installation height relative to the shoulder of the tool, and then produce welding with simultaneous milling cleaning.
На Фиг. 1 изображен внешний вид сварного шва без зачистки. Показан дефект «грат» и след от сварочного инструмента.On FIG. 1 shows the appearance of the weld without stripping. The defect "burr" and a trace from the welding tool are shown.
На Фиг. 2 показан разрез сваренных изделий в плоскости их стыка, на котором видно рельеф следа от сварочного инструмента.On FIG. 2 shows a section of welded products in the plane of their joint, which shows the relief of the trace from the welding tool.
На Фиг. 3 показана схема способа сварки трением с перемешиванием с использованием фрезерной насадки.On FIG. 3 shows a diagram of a friction stir welding process using a milling nozzle.
На Фиг. 4 показан вид полученного с использованием заявляемого способа сварного изделия.On FIG. 4 shows a view of the welded product obtained using the proposed method.
Пример осуществления предлагаемого изобретения.An example of the implementation of the invention.
На фиг. 3 изображена схема способа сварки с использованием фрезерной насадки. В качестве свариваемых деталей использовали листы толщиной 7.6 мм из сплава АМГ6. Две пластины 1 размером 300х50 мм были установлены на жёсткой подложке станка для сварки трением с перемешиванием и закреплены прихватами сверху. Перед сваркой на инструменте для сварки 2 были изготовлены лыски для фиксации фрезерной насадки 3, на которой установлены режущие пластины для обработки алюминиевых сплавов 4. Высота насадки 3 относительно буртика определялась таким образом, чтобы при заглублении инструмента для сварки 1 на рабочую глубину, режущие пластины 4 на фрезерной насадке формировали зону зачистки 5 шириной 30 мм. При определении высоты насадки 3 относительно буртика учитывался выбранный наклон инструмента для сварки 1 - 2°. После установки фрезерной насадки 2 на инструмент для сварки 1 и закрепления инструмента с насадкой в шпинделе станка, было включено вращение инструмента с заданной частотой вращения n, об/мин. Далее инструмент 1 погружался в стык 6 между пластинами 1 на рабочую глубину. После погружения, вращающийся инструмент 2 двигался вдоль стыка свариваемых деталей 6, при этом установленная на инструменте фрезерная насадка 3 вращалась вместе с инструментом 2, а режущие пластины 4 осуществляли одновременную фрезерную зачистку сразу за инструментом 2, формируя зону зачистки 5. После окончания сварки, движение инструмента было остановлено, инструмент поднят из металла и выключено вращение. От полученной сварной пластины были отрезаны участки начала и конца шва. Изготовленная с применением заявляемого способа деталь представлена на фиг. 4.In FIG. 3 shows a diagram of a welding method using a milling head. Sheets 7.6 mm thick made of AMG6 alloy were used as welded parts. Two
Для сравнения производительности использования заявляемого способа был проведён аналогичный описанному выше эксперимент, но без использования фрезерной насадки. После сварки на поверхности свариваемых деталей образовался дефект «грат» и следы движения сварочного инструмента. Затем, для фрезерной зачистки производилась замена сварочного инструмента на фрезу в шпинделе станка. Далее производилось фрезерование. После фрезерования фрезу заменили на сварочный инструмент для изготовления следующих изделий. Таким образом, в технологический процесс изготовления сварных изделий добавилось время на две переналадки станка, две смены инструмента и время резания, что привело к значительному снижению производительности.To compare the performance of the proposed method, an experiment similar to the one described above was carried out, but without the use of a milling nozzle. After welding, a “burr” defect and traces of movement of the welding tool formed on the surface of the parts to be welded. Then, for milling cleaning, the welding tool was replaced with a milling cutter in the machine spindle. Next was milling. After milling, the cutter was replaced with a welding tool for the manufacture of the following products. Thus, the time for two machine changeovers, two tool changes and cutting time was added to the technological process of manufacturing welded products, which led to a significant decrease in productivity.
Использование заявляемого способа позволило значительно снизить время на изготовление сварного изделия из алюминиевого сплава, полученного сваркой трением с перемешиванием. Предложенный способ может быть использован для изготовления различных конструкций для авиа- и ракетостроительной отрасли, в частности для изготовления топливных баков ракет-носителей. The use of the proposed method has significantly reduced the time for manufacturing a welded product from an aluminum alloy obtained by friction stir welding. The proposed method can be used to manufacture various structures for the aircraft and rocket industry, in particular for the manufacture of fuel tanks for launch vehicles.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2780760C1 true RU2780760C1 (en) | 2022-09-30 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013150801A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Jfeスチール株式会社 | Method for friction-stir welding of steel sheet |
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 |
RU2637546C1 (en) * | 2013-11-07 | 2017-12-05 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of friction stir welding for high-strength thin-sheet or thick-sheet steel |
RU2714008C1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-02-11 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" | Method of friction welding with mixing of aluminum structures and tool for its implementation |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013150801A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Jfeスチール株式会社 | Method for friction-stir welding of steel sheet |
RU2637546C1 (en) * | 2013-11-07 | 2017-12-05 | ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН | Method of friction stir welding for high-strength thin-sheet or thick-sheet steel |
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 |
RU2714008C1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-02-11 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Калужский приборостроительный завод "Тайфун" | Method of friction welding with mixing of aluminum structures and tool for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI504454B (en) | Bearbeitungswerkzeug | |
US8393522B2 (en) | Joining method and joining tool | |
CA2766217C (en) | Method for manufacturing a forged part with adaptive polishing | |
US20070057015A1 (en) | Tapered friction stir welding and processing tool | |
US20060016854A1 (en) | Apparatus and system for welding preforms and associated method | |
CN108481744B (en) | Semi-solid additive manufacturing device and manufacturing method thereof | |
US2286874A (en) | Method of making pinking shears | |
US2615236A (en) | Blade edge welding technique | |
CN105665805B (en) | One kind is hardened the special indexable hat rose cutter of steel mold | |
JPS62207580A (en) | Welding repair method for large diameter long sized roll with partial wear | |
RU2780760C1 (en) | Method for fabrication by friction stir welding of structures from sheets of aluminum or copper alloys | |
WO2019140764A1 (en) | Metal middle frame machining process | |
Trimble et al. | Friction Stir Welding of AA2024-T3 plate–the influence of different pin types | |
JP2013202750A (en) | Method for machining angular part/corner part, method for manufacturing die using the method for machining, die manufactured by the method for manufacturing and molded product molded using the die | |
JP2000501032A (en) | Method and apparatus for milling a three-dimensional workpiece | |
TWI590898B (en) | Method of manufacturing roller cutter | |
Burek et al. | Effect of tool eccentricity on microstructure and properties of FSW joints made of Al 7075 T6 alloy | |
RU2699350C1 (en) | Method of bronze plate planing | |
US11077517B2 (en) | Portable friction stir welding repair tool | |
RU2634389C1 (en) | Method of friction welding with mixing of aluminium alloys | |
US3436521A (en) | Method of making composite panels by electric-arc braze-welding | |
JPH06194593A (en) | Production of polygon mirror | |
CN111889765B (en) | Numerical control machining method for corner structure of paper honeycomb part | |
TWM558141U (en) | Electric discharge machine with ultrasonic auxiliary electrode | |
Chernykh et al. | Improving the quality and efficiency of friction stir welding of aluminum alloy plates |