Транспортное средство обычно состоит из нескольких тысяч точечных соединений, таких как заклепки, заклепки или точечная сварка. Они используются для соединения различных частей автомобиля, например, капота автомобиля. Но заклепки дорогие и не обладают большой прочностью. Кроме того, точечные соединения требуют определенной толщины листа для обеспечения достаточной прочности. В то же время, однако, автомобильная промышленность стремится использовать более тонкие листы для создания более легких автомобилей и снижения производственных затрат. Все больше производителей автомобилей выбирают гибридную конструкцию, в которой сочетаются различные материалы, такие как сталь и алюминий.
С помощью классических методов сварки невозможно соединение разнородных материалов. С другой стороны, при сварке трением с перемешиванием можно получить высококачественные разнородные соединения. Температура сварки поддерживается ниже точки плавления, а это значит, что свойства сплава не нарушаются и получаются прочные соединения.
В FSW вращающийся нерасходуемый цилиндр вдавливается в материал. Сочетание тепла трения и механического «перемешивания» создает высококачественное сварное соединение без расплавления материала.
Одна из проблем этого метода заключается в том, что температура становится слишком высокой, в результате чего металлы достигают точки плавления , и сварочный инструмент проваливается сквозь листы. Для получения хороших сварных швов с помощью робота FSW необходимо надлежащим образом контролировать как технологические усилия, так и температуру.
Исследователи из Западного университета в Тролльхеттане изобрели сварочный инструмент, который также работает как датчик температуры. Температура измеряется непрерывно, и, если становится слишком жарко, нагрев регулируется путем контроля силы и вращения инструмента. Исследователи также использовали промышленного робота для выполнения сварных швов и достижения постоянного качества сварки. Jeroen De Backer написал свою диссертацию об этом новом методе:
«Благодаря этому регулятору температуры нам удалось повысить как качество, так и производительность роботизированной системы. Робот выполняет сварку с более высокой точностью, а с помощью регулятора температуры программирование 3D-соединений занимает всего несколько часов. Ручное программирование аналогичный компонент занимал до недели».
С помощью робота и измерения температуры исследователи также смогли сварить сложные трехмерные соединения. Это позволяет сваривать небольшие и более сложные компоненты с криволинейными поверхностями. Кроме того, потребление энергии СТП ниже, чем при использовании традиционных методов сварки.
Исследовательский проект в Западном университете был инициирован в сотрудничестве между Volvo Aero, SAAB Automobile и компанией ESAB, производящей сварочное оборудование. Jeroen De Backer объясняет, что возможным применением могут быть гибридные и электрические транспортные средства:
«Производители автомобилей стремятся уменьшить вес электромобиля, и расположение тяжелых аккумуляторов является ключевым фактором в этом. Аккумулятор состоит из различных металлов, таких как алюминий и медь. Сварка трением с перемешиванием обеспечивает возможность соединения этих материалов и позволяет интеграция аккумулятора в шасси автомобиля таким образом, что аккумулятор становится частью несущей конструкции.
