Třecí svařování:

Třecí svařování, jak už název napovídá, využívá ke svařování tření. Při spojování se nepoužívá žádné vnější teplo.

Třecí svařování tedy není tavným svařováním, ale svařováním v pevném stavu, kdy je výsledný spoj často stejně pevný jako výchozí kov. Tato technika svařování se používá v několika průmyslových odvětvích ke spojování dílů.

Podívejme se na podrobnosti o tom, jak tato technika funguje, a na její výhody.

RELEVANTNÍ: LASEROVÉ SVAŘOVÁNÍ:

Pokud o sebe budete třít dlaně, zjistíte, že vaše dlaně budou horké: TYPY, VÝHODY A APLIKACE

Pokud o sebe budete třít dlaně, zjistíte, že vaše dlaně budou horké. Když budete dále zvyšovat tlak a rychlost, začne vám být tepleji.

Stejný princip vzniku tepla třením se využívá při třecím svařování, kdy se kovové části o sebe třou při extrémně vysoké rychlosti a tlaku.

Tato interakce mezi oběma povrchy vede k mechanickému tření. I když se oba svařované materiály mohou zdát pouhým okem hladké, na mikroskopické úrovni se vyskytují nerovnosti. Tyto nerovnosti stačí k tomu, aby mezi jejich povrchy vzniklo tření.

Při svařování dvou materiálů třením vzniká vlivem vzájemného relativního pohybu a tlaku, který na ně působí, v místech styku teplo. Jak proces pokračuje dále, zvyšuje se i tvorba tepla a oba materiály začnou být ve styčných bodech viskózní.

Pohyb mezi nimi opět podporuje mísení obou částí v místech jejich styku, čímž vzniká spoj nebo svár.

Různé typy třecího svařování

Jakýkoli svařovací proces, který využívá tření jako způsob vytvoření spoje, lze označit jako třecí svařování. V zásadě však existují čtyři typy třecích svařovacích procesů.

Probereme si stručně každý z nich, abychom pochopili jemné rozdíly mezi nimi.

Rotační třecí svařování: Ze dvou materiálů se jeden otáčí nad povrchem druhého v místě požadovaného svaru. Proces využívá tlakové axiální síly a vysoké rychlosti otáčení.

Tato kombinace způsobuje plastifikaci obou materiálů, což nakonec vede k jejich spojení.

Lineární třecí svařování: Při tomto typu třecího svařování jeden z materiálů kmitá vůči druhému vysokou rychlostí s velkými tlakovými silami při vratném pohybu. Výsledné teplo vznikající na površích způsobuje plastifikaci kovu a oxidy nebo povrchové nečistoty se vypalují nebo vytlačují po stranách.

Třecí svařování: Svařování třecím mísením používá k vytváření svarů speciální nástroj s válcovým ramenem a profilovaným kolíkem. Čep jede podél švu dvou obrobků, dokud se rameno neopře o šev.

Nástroj se poté otáčí, kde tření mezi ramenem a švem změkčuje kov. Profilovaný kolík se lineárně pohybuje po linii švu, přičemž promíchává měkký kov a vytváří přitom spoj.

Friction Stir Spot welding: Třecí bodové svařování je jedním z typů třecího svařování s jedním zásadním rozdílem.

Při svařování třecím mísením se nástroj pohybuje podél švu obrobků. Při bodovém svařování třením se však nástroj v daném místě otáčí a nepohybuje se.

Otočí se a vytvoří svar a nástroj se zvedne a vytvoří výstupní otvor v místě, kam byl vstříknut profilovaný kolík.

Rychlost, s jakou dochází k relativnímu pohybu, a tlak působící na obrobky závisí na velikosti tepla potřebného k vytvoření svaru mezi oběma kovovými díly. U oceli se při třecím svařování vytváří teplota mezi 900 a 1300 stupni Celsia.

Svařování setrvačností: je to totéž jako svařování třením?

Mnozí používají synonyma svařování setrvačností a svařování třením. Svařování setrvačností je však typem svařování třením.

Přesněji řečeno, svařování setrvačností je typem rotačního svařování třením. Název setrvačné svařování získalo podle způsobu, jakým dochází k rotaci.

Při této technice spojování je jeden z obrobků v klidu, zatímco druhý je upevněn na vřetenu. Vřeteno se otáčí vysokou rychlostí, aby vzniklo tření mezi oběma kovovými povrchy.

Maximální počet otáček vřetena je pevně stanoven a vychází z typu materiálu, který drží, a z teploty, které má dosáhnout, aby se oba kusy svařily.

Jakmile vřeteno dosáhne maximálních otáček, pohon se odpojí a nepohyblivý obrobek se svěřuje rotujícímu obrobku. Obrobek se nadále sám otáčí díky setrvačné síle vyplývající z kinetické energie.

Jaké jsou výhody třecího svařování?

Ne všechny techniky svařování zajišťují stejné výsledky spojů. Proto se typ svařování volí na základě vlastností, které svařovací proces spoji propůjčuje.

Podívejme se na některé výhody použití třecího svařování:

Umožňuje spojovat různorodé kovy: Jednou z hlavních výhod třecího svařování je, že jej lze použít ke spojování různorodých kovů.

Některé z běžných dvousložkových třecích spojů jsou:

• Hliník s ocelí
• Měď s hliníkem
• Titan s mědí
• Slitina niklu s ocelí

Jako obecné pravidlo platí, že každý kujný kov lze svařovat třením. To dává konstruktérům větší volnost, protože díky třecímu svařování mohou vytvářet bimetalické struktury.

Spoje mědi s hliníkem jsou běžně považovány za nesvařitelné, ale díky třecímu svařování je to možné

Neprobíhá zde žádné vnější působení tepla ani tavidla: Svařování třením nevyžaduje žádné externí teplo ani tavidlo, takže proces je snadný a méně špinavý.

Minimální nebo žádné vady: Jednou z výhod svařování v pevném stavu je, že ve srovnání s tavným svařováním obsahuje minimální nebo žádné vady. Stejné účinky se přenášejí i na třecí svařování.

Velmi rychlý proces:

Třecí svařování je považováno za jednu z nejrychlejších metod svařování, která je až dvakrát nebo dokonce stokrát rychlejší než běžné tavné svary: Třecím svařováním lze spojovat opracované, řezané nebo stříhané povrchy. Pro optimální podmínky svařování však není povolena přítomnost maziv nebo olejů.

Třecí svařování je souhrnný pojem, který zahrnuje několik typů svařovacích procesů. Mnoho průmyslových odvětví spoléhá na třecí svařování při vytváření jinak nesvařitelných spojů.

Je rychlé, efektivní a patří mezi nejoblíbenější možnosti, pokud jde o svařování v pevném stavu.