Колекції

Зварювання тертям: процес, типи та переваги

Зварювання тертям: процес, типи та переваги

Зварювання тертям, як випливає з назви, використовує тертя для зварювання з’єднань. У процесі з’єднання немає зовнішнього тепла.

Отже, зварювання тертям - це не процес зварювання плавленням, а твердотільний процес зварювання, де отримане з'єднання часто є таким же міцним, як і основний метал. Ця техніка зварювання застосовується в декількох галузях промисловості для з'єднання деталей.

Давайте детально розберемося, як працює ця техніка та її переваги.

ПОВ’ЯЗАНІ: ЛАЗЕРНА ЗВАРКА: ВИДИ, ПЕРЕВАГИ І ЗАСТОСУВАННЯ

Якщо потерти долоні одна об одну, ви помітите, що ваші долоні стануть гарячими. Збільшуючи тиск і швидкість, ви почнете відчувати тепліше.

Той самий принцип генерації тепла тертям застосовується при зварюванні тертям, де металеві деталі змушені тертись одна об одну при надзвичайно високих швидкостях і тиску.

Ця взаємодія між двома поверхнями призводить до механічного тертя. Навіть якщо два зварених між собою матеріали можуть здатися неозброєним оком гладкими, на мікроскопічному рівні є нерівності. Цих нерівностей достатньо для створення тертя між їхніми поверхнями.

Коли два матеріали зазнають зварювання тертям, відносний рух між собою та тиск, що застосовується до них, виробляє тепло в точках контакту. У міру подальшого процесу процес виробництва тепла також зростає, і два матеріали почнуть ставати в’язкими в точках контакту.

Знову ж таки, рух між ними сприяє змішуванню двох деталей у місцях їх контакту, створюючи зв’язок або зварювальний шов.

Будь-який зварювальний процес, який використовує тертя як спосіб створення зв’язку, можна назвати зварюванням тертям. Однак є чотири типи процесів зварювання тертям принципово.

Давайте коротко пройдемося по кожному з них, щоб зрозуміти тонкі відмінності між ними.

Роторне зварювання тертям: З двох матеріалів один обертається над поверхнею іншого, де потрібен зварювальний шов. У процесі використовується стискальна осьова сила та високі швидкості обертання.

Ця комбінація спричиняє пластифікацію двох матеріалів, що в кінцевому підсумку призводить до зв’язку між ними.

Лінійне зварювання тертям: При цьому типі зварювання тертям один із матеріалів коливається по відношенню до іншого на високих швидкостях із великими зусиллями стиснення при зворотно-поступальному русі. Тепло, яке утворюється на поверхнях, призводить до пластифікації металу, а оксиди або забруднення на поверхневому рівні вигорають або видаляються з боків.

Зварювання при перемішуванні тертям:Для зварювання методом фрикційного перемішування використовується спеціальний інструмент з циліндричним плечем і профільованим штифтом. Штифт веде уздовж шва двох заготовок, поки плече не опирається на шов.

Потім інструмент обертається там, де тертя між плечем і швом пом’якшує метал. Профільований штифт переміщується лінійно по лінії шва, перемішуючи м’який метал і створюючи зв’язок у процесі.

Точкове зварювання за допомогою фрикційного перемішування: Точкове зварювання методом тертя є одним із видів зварювання методом тертя з однією основною відмінністю.

При зварюванні за допомогою фрикційного перемішування інструмент переміщується вздовж шва заготовок. Однак при точковому зварюванні за допомогою тертя інструмент обертається на місці і не рухається.

Він обертається і створює зварний шов, а інструмент піднімається вгору, створюючи вихідний отвір, куди впорскували профільований штифт.

Швидкість, з якою відбувається відносний рух і тиск, що застосовується на заготовки, залежить від величини тепла, необхідного для створення зварного шва між двома металевими деталями. Для сталі зварювання тертям створюється де завгодно 900 і 1300 за Цельсієм.

Багато застосовують зварювання за інерцією та зварювання тертям синонімічно. Однак інерційне зварювання - це різновид зварювання тертям.

Точніше кажучи, інерційне зварювання - це різновид зварювання тертям з поворотом. Він отримав назву зварювання за інерцією завдяки способу обертання.

У цій техніці з'єднання одна із заготовок утримується нерухомо, а інша встановлюється на шпинделі. Шпиндель виконаний з можливістю обертання з високою швидкістю для створення тертя між двома металевими поверхнями.

Тут максимальні обороти в хвилину шпинделя фіксовані і засновані на типі матеріалу, який він тримає, і температурі, яку він повинен досягти для зварювання двох деталей.

Як тільки шпиндель досягає верхніх оборотів в хвилину, привід від'єднується, і нерухома заготовка потрапляє до обертової заготовки. Заготівля продовжує обертатися самостійно завдяки силі інерції, що виникає в результаті кінетичної енергії.

Не всі методи зварювання забезпечують однакові результати з'єднання. Отже, тип зварювання вибирається на основі властивостей, наданих стику в процесі зварювання.

Обговоримо деякі переваги використання зварювання тертям:

Дозволяє з'єднувати різнорідні метали: Однією з основних переваг зварювання тертям є те, що його можна використовувати для з’єднання різнорідних металів.

Деякі загальні біметалічні фрикційні з'єднання:

  • Алюміній до сталі
  • Мідь до алюмінію
  • Титан до міді
  • Нікелевий сплав зі сталлю

Як правило, кожен кований метал може бути зварений тертям. Це дає більше свободи інженерам, оскільки вони можуть створювати біметалічні конструкції завдяки зварюванню тертям.

Мідно-алюмінієві з’єднання зазвичай вважаються неконтактними, але при зварюванні тертям це можливо.

Немає зовнішнього нагрівання або потоку: Зварювання тертям не вимагає зовнішнього нагрівання або потоку, зберігаючи процес легким і менш брудним.

Мінімальні або відсутні дефекти: Однією з переваг твердотільного зварювання є те, що воно містить мінімальні або відсутні дефекти порівняно зі зварюванням плавленням. Такі самі ефекти переносяться на зварювання тертям.

Дуже швидкий процес: Зварювання тертям вважається одним із найшвидших методів зварювання, що забезпечує швидкість зварювання в два рази або навіть у 100 разів швидше, ніж звичайні зварювальні шви.

Не потребує великої підготовки поверхні: Оброблені, обрізані або зрізані поверхні можна з’єднати за допомогою зварювання тертям. Однак присутність мастильних матеріалів або масел не дозволяється для оптимальних умов зварювання.

Зварювання тертям - це загальний термін, який охоплює кілька типів зварювальних процесів. Багато галузей промисловості покладаються на зварювання тертям, щоб створити некеровані з’єднання.

Це швидкий, ефективний і один з найпопулярніших варіантів, коли мова йде про твердотільне зварювання.


Перегляньте відео: Все про болгарки онлайн. Все про КШМ від Dnipro-M (Може 2021).