Diverse

Sudare prin frecare prin amestecare: principiu, avantaje și aplicații

Sudare prin frecare prin amestecare: principiu, avantaje și aplicații


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Friction Stir Welding sau FSW este un proces de sudare prin contact care utilizează căldura generată de frecare pentru a fuziona două materiale diferite. Această tehnică de îmbinare nu folosește consumabile în acest proces.

Unul dintre avantajele cheie ale utilizării sudării prin frecare este estetica îmbunătățită pe care o au piesele finite în comparație cu alte metode de sudare.

CONEXIUNE: SUDAREA ULTRASONICĂ: O TEHNOLOGIE PROMITORĂ PENTRU SUDAREA PLASTICILOR ȘI A METALELOR

Sudarea prin frecare a fost dezvoltată și brevetată de TWI (The Welding Institute) în 1991. De atunci, nenumărate industrii folosesc această tehnică de sudare datorită caracteristicilor sale unice.

Acest lucru se datorează modului în care sudarea prin frecare se aplică pe două piese de prelucrat.

Procesul de sudare prin frecare

Sudarea prin frecare utilizează un instrument special conceput care se rotește la viteze mari peste cusăturile care trebuie sudate împreună. Pe măsură ce instrumentul se rotește peste metal, se generează căldură între ele.

Această căldură face ca metalele să devină plastice și să se topească unul în celălalt. Sudarea prin frecare este capabilă să sudeze două tipuri de îmbinări:

  • Îmbinări Lap
  • Îmbinările de fund

Instrumentul folosit pentru sudarea prin frecare are două părți. O parte cilindrică numită umăr care se rotește pe cusătură și un știft profilat care se extinde de la umăr.

Știftul este mai întâi forat în cusătură. Apoi, umărul se rotește deasupra piesei de prelucrat pentru o anumită perioadă de timp până când se atinge o temperatură optimă și este absorbită în materiale.

Apoi, instrumentul se deplasează peste cusătură, ceea ce creează o sudură continuă. Acest lucru este posibil datorită încălzirii volumetrice produse de unealtă și amestecului particulelor de metal de către știftul profilat.

De la știftul profilat care intră în spațiul de lucru de unde primește numele „Se amestecă”, deoarece știftul amestecă literalmente particulele înmuiate pentru a le contopi.

TWI a detaliat modul în care are loc procesul de sudare pe măsură ce instrumentul se deplasează peste două materiale.

Pe măsură ce suprafețele de contact se încălzesc, se formează trei tipuri de recuperări în interiorul materialelor - O pepită de sudură, TMAZ sau zonă afectată termo-mecanic și HAZ sau zonă afectată de căldură.

La sudarea prin frecare, nuggetul de sudură suferă o recristalizare dinamică. În termeni simpli, boabele microstructurale ale metalului cresc în același timp când metalul suferă o deformare.

Acest lucru duce la o legătură mult mai bună, chiar mai mult decât ceea ce se poate realiza cu sudarea cu arc.

Sudarea prin frecare prin sudare prin frecare - diferența

Mai multe tehnici de sudare folosesc frecarea pentru a genera căldură, iar printre acestea, cea mai comună este sudarea prin frecare. Într-o metodă tipică de sudare prin frecare, căldura se generează între cele două piese prelucrate prin deplasarea unei piese în raport cu alta la cusături.

Fricțiunea dintre cele două suprafețe determină topirea și topirea acestora.

Cu toate acestea, acest lucru pune o limitare la sudarea prin frecare atunci când vine vorba de configurarea piesei de prelucrat, deoarece trebuie să poată deplasa o piesă de lucru la viteze mari prin mișcare liniară alternativă.

Sudarea prin frecare prin agitare depășește această limitare prin fixarea pieselor la locul lor și apoi mutarea sculei de-a lungul cusăturii, creând sudura în proces.

Avantajele sudării prin frecare

Avantajele sudării prin frecare rezultă din sudura sa unică, unde nu se utilizează consumabile sau tehnici de protecție. Acest lucru oferă următoarele caracteristici sudurii:

  • Sudura finită este fără sudură și estetică
  • Poate suda aliaje altfel nedurabile precum gama Aluminium 2xxx și 7xxx
  • Proces complet automatizat
  • Nu este necesară nicio formă de flux sau agent de protecție
  • Temperaturile de vârf scăzute împiedică contracția și porozitatea fisurilor
  • Limitări ale sudării prin frecare

Spre deosebire de alte unelte de sudură, unealta utilizată în sudarea prin frecare trebuie să asigure acțiunea de forjare a pieselor de prelucrat pe lângă încălzirea acestora. Deci, instrumentul trebuie să reziste la sarcini semnificative și nu trebuie să producă uzură excesivă.

Acesta este unul dintre motivele pentru care sudarea prin frecare nu este utilizată în mod obișnuit pe oțel sau metale dure. De asemenea, o gaură va fi lăsată în urmă de știftul profilat atunci când părăsește piesa de prelucrat.

Sudarea prin amestecare este utilizată în principal pentru sudarea aluminiului și poate suda aproape toate tipurile de aluminiu, chiar și aliajele moderne Al-Li. Motivul pentru care este limitat la aluminiu se datorează faptului că sudurile din aluminiu se pot produce la temperaturi de vârf relativ scăzute.

Aplicații de sudare prin frecare

Sudarea prin frecare se aplică într-o mare varietate de industrii care utilizează aluminiu.

Construcții navale: FSW a fost folosit pentru prima dată la sudarea panourilor goale din aluminiu pentru bărcile de pescuit. Astăzi, această tehnică de sudare este obișnuită la sudarea panourilor congelatoare din aluminiu utilizate în corpul și corpul navelor.

Deoarece FSW creează o distorsiune minimă, panourile din aluminiu își vor păstra forma chiar și cu suduri lungi.

Aerospațial: Rezervoarele de combustibil din aluminiu utilizate în navele spațiale pentru stocarea oxigenului criogenic utilizează FSW. Tehnica de îmbinare sudează cupolele la structura cilindrică care alcătuiește aceste rezervoare de combustibil.

Boeing a folosit FSW în modulul Interstage al unei rachete Delta II care a avut un decolare cu succes în august 1999.

FSW este, de asemenea, utilizat pentru a uni cadrele ușoare din aluminiu văzute în fuselajul aeronavei. Acest lucru se datorează faptului că tehnica oferă o alternativă mult mai ușoară la șurubare sau nituire.

Cale ferată: Sudarea prin frecare se folosește pe profilurile goale și extruziunile de rigidizare T pentru fabricarea trenurilor de mare viteză.

Industria auto: Industria auto a apelat la aluminiu ca material optim pentru pregătirea șasiului auto. Prin urmare, este unul dintre principalii adoptatori în tehnologia FSW.

Metodele convenționale de sudare nu pot reproduce piese cu toleranță ridicată precum cea a FSW. Timpii de sudare rapidă ai FSW îl fac, de asemenea, mai atrăgător decât alte forme de sudare pentru aluminiu.

LEGATE DE: UN GHID PENTRU A CÂȘTIGA BANI DIN SUDARE: OPȚIUNI DE CARIERĂ ȘI SFATURI

FSW sau Friction Stir Welding este unul dintre cele mai unice tipuri de metode de sudare disponibile astăzi. Produce suduri foarte puternice fără a compromite greutatea sau estetica.

În cadrul ecosistemului de sudare, sudarea prin frecare se remarcă ca un candidat unic.


Priveste filmarea: A5 sudare pe sine Kemppi MIG MAG 2500 (Mai 2022).