Kitkahitsaus:

Kitkahitsaus käyttää nimensä mukaisesti kitkaa liitosten hitsaamiseen. Liitosprosessissa ei käytetä ulkoista lämpöä.

Kitkahitsaus ei siis ole sulahitsausprosessi, vaan kiinteän tilan hitsausprosessi, jossa syntyvä liitos on usein yhtä luja kuin perusmetalli. Tätä hitsaustekniikkaa käytetään useilla teollisuudenaloilla osien liittämiseen.

Kerrotaanpa tarkemmin, miten tämä tekniikka toimii ja mitkä ovat sen hyödyt.

RATKAISU: LASERHITSAUS: TYPES, ADVANTAGES, AND APPLICATIONS

Jos hierot kämmeniäsi toisiaan vasten, huomaat, että kämmenet kuumenevat. Kun lisäät painetta ja nopeutta entisestään, alat tuntea olosi lämpimämmäksi.

Samaa kitkan kautta tapahtuvan lämmöntuoton periaatetta käytetään kitkahitsauksessa, jossa metalliosat saatetaan hankaamaan toisiaan vasten erittäin suurella nopeudella ja paineella.

Tämä kahden pinnan välinen vuorovaikutus johtaa mekaaniseen kitkaan. Vaikka kaksi yhteen hitsattavaa materiaalia saattavat paljain silmin näyttää sileiltä, mikroskooppisella tasolla on epätasaisuuksia. Nämä epäsäännöllisyydet riittävät aiheuttamaan kitkaa niiden pintojen välille.

Kahden materiaalin hitsautuessa kitkahitsauksella niiden välinen suhteellinen liike ja niihin kohdistuva paine synnyttävät lämpöä kosketuskohtiin. Kun prosessi jatkuu pidemmälle, myös lämmöntuotanto kasvaa, ja molemmat materiaalit alkavat muuttua viskoosiksi kosketuskohdissa.

Jälleen näiden kahden välinen liike edistää näiden kahden osan sekoittumista kosketuspisteissä, jolloin syntyy sidos tai hitsaus.

Kitkahitsauksen eri tyypit

Kitkahitsaukseksi voidaan kutsua kaikkia hitsausprosesseja, joissa käytetään kitkaa liitoksen luomiseen. Kitkahitsausprosesseja on kuitenkin pohjimmiltaan neljää eri tyyppiä.

Käydään kukin niistä lyhyesti läpi, jotta ymmärretään niiden väliset hienovaraiset erot.

Kiertokitkahitsaus: Kahdesta materiaalista toista pyöritetään toisen materiaalin pinnan yli siinä kohdassa, jossa hitsausta tarvitaan. Prosessissa käytetään puristavaa aksiaalivoimaa ja suuria pyörimisnopeuksia.

Tämä yhdistelmä aiheuttaa molempien materiaalien plastisoitumisen, mikä johtaa lopulta niiden väliseen liitokseen.

Lineaarinen kitkahitsaus: Tässä kitkahitsaustyypissä toinen materiaaleista värähtelee suhteessa toiseen suurilla nopeuksilla ja suurilla puristusvoimilla edestakaisessa liikkeessä. Tästä aiheutuva pinnoille syntyvä lämpö saa metallin plastisoitumaan, ja oksidit tai pintatason epäpuhtaudet palavat pois tai poistuvat sivuilta.

Kiertohitsaus: Kitkahitsauksessa käytetään erityistä työkalua, jossa on lieriömäinen olka ja profiloitu tappi, hitsaussaumojen luomiseen. Tappi kulkee kahden työkappaleen saumaa pitkin, kunnes olake asettuu sauman päälle.

Työkalu pyörii sitten, jolloin olakkeen ja sauman välinen kitka pehmentää metallia. Profiloitu tappi liikkuu lineaarisesti sauman linjaa pitkin sekoittaen pehmeää metallia ja luoden samalla liitoksen.

Kiertopistehitsaus: Kitkasekoituspistehitsaus on yksi kitkasekoitushitsaustyypeistä, mutta sillä on yksi merkittävä ero.

Kitkasekoitushitsauksessa työkalua liikutetaan työkappaleiden saumaa pitkin. Kitkasekoituspistehitsauksessa työkalua kuitenkin pyöritetään pisteessä eikä sitä liikuteta.

Se pyörii ja luo hitsaussauman, ja työkalu nostetaan ylös, jolloin syntyy ulostuloreikä, johon profiloitu tappi ruiskutettiin.

Suhteellisen liikkeen ja työkappaleisiin kohdistuvan paineen nopeus riippuu kahden metalliosan välisen hitsaussauman luomiseen tarvittavan lämmön suuruudesta. Teräksen kohdalla kitkahitsaus synnyttää lämpöä 900 ja 1300 celsiusasteen välillä.

Inertiahitsaus: onko se sama kuin kitkahitsaus?

Monet käyttävät inertiahitsausta ja kitkahitsausta synonyymeinä. Inertiahitsaus on kuitenkin eräänlainen kitkahitsaus.

Tarkalleen ottaen inertiahitsaus on eräänlainen pyörivä kitkahitsaus. Se saa nimensä inertiahitsaus tavasta, jolla pyöriminen tapahtuu.

Tässä liitostekniikassa toinen työkappaleista pidetään paikallaan, kun taas toinen asennetaan karalle. Kara saatetaan pyörimään suurella nopeudella, jotta kahden metallipinnan välille syntyy kitka.

Tässä tapauksessa karan maksimikierrosluku on kiinteä, ja se perustuu siihen, minkä tyyppistä materiaalia se pitää sisällään ja mihin lämpötilaan sen on päästävä, jotta kaksi kappaletta voidaan hitsata yhteen.

Kun kara saavuttaa huippukierrosluvun, voimansiirto kytkeytyy irti ja paikallaan oleva työkappale luottaa pyörivään työkappaleeseen. Työkappale jatkaa pyörimistä itsestään liike-energiasta johtuvan inertiavoiman ansiosta.

Mitkä ovat kitkahitsauksen edut?

Kaikki hitsaustekniikat eivät takaa samaa liitostulosta. Näin ollen hitsaustapa valitaan hitsausprosessin liitokselle antamien ominaisuuksien perusteella.

Keskustellaanpa eräistä kitkahitsauksen käytön eduista:

Mahdollistaa erilaisten metallien yhdistämisen: Yksi kitkahitsauksen suurimmista eduista on se, että sitä voidaan käyttää erilaisten metallien yhdistämiseen.

Joitakin yleisiä bimetallien kitkaliitoksia ovat:

• Alumiini teräkselle
• Kupari alumiinille
• Titaani kuparille
• Nikkeliseos teräkselle

Yleissääntönä voidaan todeta, että jokainen taottavissa oleva metalli voidaan kitkahitsata. Tämä antaa insinööreille enemmän vapautta, sillä he voivat luoda bimetallirakenteita kitkahitsauksen ansiosta.

Kuparin ja alumiinin liitoksia pidetään yleisesti hitsaamattomina, mutta kitkahitsauksen avulla se on mahdollista.

Lämpöä tai vuota ei käytetä ulkoisesti: Kitkahitsaus ei vaadi ulkoista lämpöä tai vuota, joten prosessi on helppo ja vähemmän sotkuinen.

Minimaalinen tai ei lainkaan vikoja: Yksi kiintohitsauksen eduista on, että se sisältää minimaalisesti tai ei lainkaan vikoja verrattuna sulahitsaukseen. Samat vaikutukset siirtyvät kitkahitsaukseen.

Erittäin nopea prosessi: Kitkahitsausta pidetään yhtenä nopeimmista hitsausmenetelmistä, joka kellottaa jopa kaksi kertaa tai jopa 100 kertaa nopeammin kuin tavalliset sulahitsaukset.

Ei tarvitse paljon pinnan valmistelua: Koneistetut, sahatut tai leikatut pinnat voidaan yhdistää kitkahitsauksella. Voiteluaineiden tai öljyjen läsnäolo ei kuitenkaan ole sallittua optimaalisten hitsausolosuhteiden saavuttamiseksi.

Kitkahitsaus on sateenvarjotermi, joka kattaa useita erilaisia hitsausprosesseja. Monet teollisuudenalat luottavat kitkahitsaukseen muuten hitsaamattomien liitosten luomisessa.

Se on nopeaa, tehokasta ja yksi suosituimmista vaihtoehdoista, kun kyseessä on kiintohitsaus.