Súrlódásos hegesztés:

A súrlódásos hegesztés, ahogy a neve is mutatja, súrlódással hegeszti az illesztéseket. Az illesztési folyamat során nem alkalmaznak külső hőt.

A súrlódásos hegesztés tehát nem fúziós hegesztési eljárás, hanem szilárd állapotú hegesztési eljárás, ahol a keletkező kötés gyakran olyan erős, mint az alapfém. Ezt a hegesztési technikát számos iparágban alkalmazzák alkatrészek összekapcsolására.

Menjünk bele a technika működésének részleteibe és előnyeibe.

RELATED: LÉZERHEGESZTÉS: TÍPUSOK, ELŐNYÖK ÉS ALKALMAZÁSOK

Ha egymáshoz dörzsöljük a tenyerünket, megfigyelhetjük, hogy a tenyerünk felforrósodik. Ahogy tovább növeli a nyomást és a sebességet, egyre melegebbnek fogja érezni.

A súrlódás általi hőtermelésnek ugyanezt az elvét alkalmazzák a súrlódásos hegesztésnél, ahol a fém alkatrészek rendkívül nagy sebességgel és nyomással dörzsölődnek egymáshoz.

Ez a kölcsönhatás a két felület között mechanikai súrlódást eredményez. Még ha a két összehegesztendő anyag szabad szemmel simának is tűnik, mikroszkopikus szinten szabálytalanságok vannak. Ezek a szabálytalanságok elegendőek ahhoz, hogy súrlódás alakuljon ki a felületeik között.

Amikor két anyagot súrlódásos hegesztésnek vetnek alá, az egymás közötti relatív mozgás és a rájuk gyakorolt nyomás hőt termel az érintkezési pontokon. Ahogy a folyamat tovább folytatódik, a hőtermelés is növekszik, és a két anyag az érintkezési pontokon viszkózussá kezd válni.

A kettő közötti mozgás ismét elősegíti a két alkatrész keveredését az érintkezési pontokon, ami kötést vagy hegesztést hoz létre.

A súrlódásos hegesztés különböző típusai

Súrlódásos hegesztésnek nevezhető minden olyan hegesztési eljárás, amely a súrlódást használja a kötés létrehozásának módjaként. Alapvetően azonban négyféle súrlódásos hegesztési eljárás létezik.

Nézzük át röviden mindegyiket, hogy megértsük a köztük lévő finom különbségeket.

Rotációs súrlódásos hegesztés: A két anyagból az egyiket a másik felülete fölött forgatjuk, ahol a hegesztésre van szükség. Az eljárás nyomó tengelyirányú erőt és a nagy forgási sebességet használja.

Ez a kombináció a két anyag plaszticizálódását okozza, ami végül a kettő közötti kötéshez vezet.

Lineáris súrlódásos hegesztés: A súrlódásos hegesztés ezen típusánál az egyik anyag a másikhoz képest nagy sebességgel, nagy nyomóerőkkel, oda-vissza mozgásban oszcillál. A keletkező hő hatására a felületeknél keletkező hő hatására a fém plaszticizálódik, és az oxidok vagy a felületi szintű szennyeződések leégnek vagy oldalanként kilökődnek.

Súrlódásos keverőhegesztés: A súrlódásos keverőhegesztés egy speciális, hengeres vállú és profilozott csapot tartalmazó szerszámot használ a hegesztési varratok létrehozásához. A csap végighajt a két munkadarab varratán, amíg a váll a varraton nyugszik.

A szerszám ezután forog, ahol a váll és a varrat közötti súrlódás megpuhítja a fémet. A profilozott csapot lineárisan mozgatja a varrat vonalán, felkavarva a lágy fémet, és közben kötést hoz létre.

Súrlódásos keveréses ponthegesztés: A súrlódásos keverési ponthegesztés a súrlódásos keverési hegesztés egyik típusa, egy lényeges különbséggel.

A súrlódásos keverőhegesztésnél a szerszámot a munkadarabok varrata mentén mozgatjuk. A súrlódásos ponthegesztésnél azonban a szerszámot egy ponton forgatják, és nem mozgatják.

Pörög és hegesztési varratot hoz létre, majd a szerszámot felemelik, létrehozva egy kilépő lyukat, ahová a profilszeget befecskendezték.

A relatív mozgás sebessége és a munkadarabokra gyakorolt nyomás attól függ, hogy mekkora hőre van szükség a két fémrész közötti varrat létrehozásához. Acél esetében a súrlódásos hegesztés 900 és 1300 Celsius-fok közötti hőmérsékletet hoz létre.

Tehetetlenségi hegesztés: ugyanaz, mint a súrlódásos hegesztés?

Az inerciahegesztést és a súrlódásos hegesztést sokan szinonimaként használják. Az inerciahegesztés azonban a súrlódásos hegesztés egy fajtája.

Pontosabban az inerciahegesztés a forgó súrlódásos hegesztés egy fajtája. A tehetetlenségi hegesztés nevét a forgás módjáról kapta.

Ebben az illesztési technikában az egyik munkadarabot mozdulatlanul tartják, míg a másikat egy orsóra szerelik. Az orsót nagy sebességgel forgatják, hogy súrlódás keletkezzen a két fémfelület között.

Itt az orsó maximális fordulatszámát rögzítik, és az azon az anyagtípuson alapul, amelyet tart, valamint azon a hőmérsékleten, amelyet a két darab összehegesztéséhez el kell érnie.

Mihelyt az orsó eléri a maximális fordulatszámot, a hajtás kikapcsol, és az álló munkadarab a forgó munkadarabra bízza magát. A munkadarab a mozgási energiából eredő tehetetlenségi erőnek köszönhetően magától tovább forog.

Melyek a súrlódásos hegesztés előnyei?

Nem minden hegesztési eljárás biztosítja ugyanazt az illesztési eredményt. Ezért a hegesztés típusát a hegesztési eljárás által a kötésnek kölcsönzött tulajdonságok alapján választják ki.

Tárgyaljuk meg a súrlódásos hegesztés alkalmazásának néhány előnyét:

Elkülönböző fémek összekapcsolását teszi lehetővé: A súrlódásos hegesztés egyik fő előnye, hogy különböző fémek összekapcsolására is használható.

Néhány gyakori kétfémes súrlódásos kötés:

• Alumínium acélhoz
• Réz alumíniumhoz
• Titán rézhez
• Nikkelötvözet acélhoz

Az általános szabály szerint minden kovácsolható fém súrlódásos hegesztéssel hegeszthető. Ez nagyobb szabadságot ad a mérnököknek, mivel a súrlódásos hegesztésnek köszönhetően bimetálszerkezeteket hozhatnak létre.

A réz és az alumínium közötti kötéseket általában megmunkálhatatlannak tartják, de a súrlódásos hegesztéssel ez is lehetséges.

Nincs külső hő- vagy folyósítóanyag alkalmazása: A súrlódásos hegesztés nem igényel külső hő- vagy folyasztóanyagot, így a folyamat egyszerű és kevésbé piszkos marad.

Minimális vagy nincs hiba: A szilárdtesthegesztés egyik előnye, hogy a fúziós hegesztéshez képest minimális vagy egyáltalán nem tartalmaz hibákat. Ugyanezek a hatások átvihetőek a súrlódásos hegesztésre is.

Nagyon gyors folyamat: A súrlódásos hegesztést a leggyorsabb hegesztési módszerek között tartják számon, akár kétszer vagy akár 100-szor gyorsabb, mint a normál fúziós hegesztések.

Nem igényel sok felület-előkészítést: Megmunkált, fűrésszel vágott vagy nyírt felületeket lehet súrlódásos hegesztéssel összekötni. A kenőanyagok vagy olajok jelenléte azonban nem megengedett az optimális hegesztési körülményekhez.

A súrlódásos hegesztés egy gyűjtőfogalom, amely többféle hegesztési eljárást foglal magában. Számos iparág támaszkodik a súrlódásos hegesztésre az egyébként nem hegeszthető kötések létrehozásához.

Gyors, hatékony és a legnépszerűbb lehetőségek közé tartozik, amikor a szilárdtesthegesztésről van szó.