Точечная сварка листов трением

К принципиально новым разработкам в области сварочного производства относится разработанный и запатентованный немецкой фирмой Riftec способ точечной сварки листов трением (RPS). Этот способ применяют для точечного соединения двух или более листов. Структурно он напоминает соединение клепкой, отличаясь от него тем, что не требует для скрепления никаких дополнительных материалов. Рабочий орган RPS представляет собой зажимной патрон, внутри которого во встречных направлениях вращаются вокруг вертикальной оси цилиндрический стержень и соприкасающаяся с ним гильза. Возникающее при трении стержня о гильзу тепло используется для плавления соединяемых материалов.

Процесс начинается с зажатия листов в патроне в точке сварки с одновременным включением вращения и плавлением материала. Разогретый цилиндр плавит под собой материал и постепенно вдавливается в свариваемый материал первого, а затем и второго слоя. Одновременно с погружением цилиндра под давлением вытесняемого им расплава синхронно поднимается обойма, открывая кольцевую полость, в которую вытесняется расплав. После достижения заданной глубины сварки цилиндр, не прекращая вращения, извлекается, а расплав из кольцевого зазора отжимается синхронно опускающейся обоймой. Цилиндр и обойма возвращаются в исходное положение, вращение отключается и патрон разжимается. Внутри листа остается сформированный столбик из застывшего расплава, при этом свободная поверхность нижнего листа сохраняет первоначальный вид. Предложение уже реализовано на практике.

Создан инструмент для соединения двух и более металлических листов толщиной 1-5 мм. Перед сваркой листы часто необходимо гнуть, поэтому придется купить листогиб. До сих пор сварку RPS применяли для соединения листов алюминия и магнезии, однако диапазон соединяемых материалов может быть расширен. Этот способ позволяет получить прочное сплошное внутреннее скрепление листов без применения каких-либо дополнительных материалов или устройств. Преимущества соединения RPS заключаются в высокой энергетической эффективности метода, сокращении количества операций по сравнению, например, с заклепочным соединением, а также в экологичности технологии, которая не предусматривает никаких излучений, выделений вредных веществ, брызг, искр, шума.

Сварка RPS позволяет получить довольно чистую верхнюю поверхность, требующую лишь незначительной доводки, а нижняя поверхность листа остается без изменений. Выпущенная фирмой рабочая головка для соединения по технологии RPS сваривает листы толщиной до 5 мм в точках диаметром 10 мм со скоростью 1 мм толщины сварки в секунду. Максимальная скорость вращения пары «цилиндр-обойма» — 3000 об/мин., вращающий момент — 21 Н?м, мощность двигателя — 15 кВт. Размер рабочей головки — 320_250_700 мм, вес — 65 кг. Способ RPS прост, надежен, не требует квалифицированного персонала, легко поддается автоматизации, а главное — высокопроизводителен. Он может составить конкуренцию клепанным и болтовым соединениям в тех областях техники, где соединяются листы из легкого металла, например, в автомобиле-, самолето- и вагоностроении.