Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 2 2019 43 TECHNOLOGY Рис. 2. Способы подвода ультразвукового воздействия с фиксацией сонотрода ( а ), с контактом и усилием прижима ( б ) и схемы сканирования лицевой ( в ) и торцевой ( г ) поверхности образца: 1 – сонотрод первой ступени; 2 – сонотрод второй ступени; 3 – соединительный винт; 4 – магнитостриктор; 5 – об- разец; 6 – подложка; 7 – фиксирующий болт; 8 – твердосплавный сферический наконечник; 9 – 1D голова вибро- метра; 10 – сканирующая 3D голова виброметра; 11 – зона сканирования; 12 – зеркало Fig. 2. Ways of ultrasonic assistance with using the sonotrode fixation ( а ), with using the contact and pressure ( б ) and scans of the face surface ( в ) and the front edge ( г ) of the workpiece: 1 – first-stage sonotrode; 2 – second-stage sonotrode; 3 – joining screw; 4 – мagnetostrictor; 5 – workpiece; 6 – backing plate; 7 – fixing bolt; 8 – spherical hard-alloy tip; 9 – 1D vibrometer head; 10 – 3D vibrometer scanning head; 11 – scanned area; 12 – mirror а в б г Процесс сварки трением с перемешиванием с ультразвуковым воздействием выполнялся сле- дующим образом. Заготовки свариваемого ма- териала толщиной h с предварительно обрабо- танными кромками устанавливались на рабочий стол оборудования с подложкой (рис. 3). Фикса- ция заготовок в направлении оси Z осуществля- лась прижимными планками, а в направлении оси Y – фиксаторами, обеспечивающими при- жим свариваемых кромок друг к другу. К одной из заготовок через технологическое отверстие крепился сонотрод второй ступени магнито- стриктора согласно схеме (рис. 2, а ). После приложения ультразвуковых коле- баний с мощностью P US шпиндель, с установ- ленным в нем инструментом, перемещался по оси Z до касания пина инструмента поверхно- сти заготовок свариваемого материала по линии их стыка. Далее инструменту сообщалось вра- щение с частотой RR T и усилие внедрения F p . Инструмент внедрялся в материал заготовок до касания его заплечиков поверхности заготовок, затем инструменту сообщалось перемещение вдоль оси X со скоростью V w (скорость сварки). При поступательном перемещении вращающе- гося инструмента вдоль линии стыка заготовок