摩擦圧接。 プロセス、種類、および利点

摩擦圧接は、その名のとおり摩擦を利用して接合するものです。 接合プロセスで適用される外部熱はありません。

したがって、摩擦溶接は融合溶接プロセスではなく、結果として得られる接合部がしばしば親金属と同じ強度を持つソリッドステート溶接プロセスである。 この溶接技術は、部品を接合するためにいくつかの産業で採用されています。

では、この技術の仕組みと利点について詳しく説明しましょう。 レーザー溶接。 タイプ、利点、および用途

手のひらを互いにこすり合わせると、手のひらが熱くなることが観察されます。 さらに圧力と速度を上げると、より暖かく感じるようになります。

摩擦による発熱の原理は、金属部品同士を非常に高い速度と圧力で摩擦させる摩擦溶接にも同じものが使われています。

この2つの表面の相互作用により、機械的な摩擦が発生します。 溶接される2つの材料は、肉眼では滑らかに見えても、ミクロのレベルでは凹凸がある。 この凹凸が両者の表面間に摩擦を発生させるのに十分なのです。

摩擦圧接を行う場合、2つの材料が相対的に運動し、圧力がかかることで接点に熱が発生します。 さらに続けると発熱量が増え、接触部分で粘性が発生する。

ここでも、2つの間の運動が接触点での2つの部品の混合を促進し、結合または溶接を作り出します。

摩擦圧接の種類

摩擦を利用して接合を行うものはすべて摩擦圧接と呼ぶことができます。 しかし、摩擦圧接には基本的に4つの種類がある。

それぞれの微妙な違いを理解するために、簡単に説明しましょう。

回転摩擦圧接。 2つの材料のうち、一方を他方の表面上で回転させ、溶接が必要な部分を接合します。 このプロセスは、圧縮された軸力と高速回転を使用しています。

この組み合わせは、2つの材料の可塑化を引き起こし、最終的に2.

リニア摩擦溶接の間に接合につながる。 この種の摩擦圧接では、一方の材料が他方の材料に対して高速で振動し、高い圧縮力が往復運動する。 その結果、表面で発生する熱によって金属が塑性変形し、酸化物や表面レベルの汚染物が側面で焼き落とされるか、排出される。

摩擦攪拌接合：摩擦攪拌接合の一種。 摩擦攪拌接合は、円筒形のショルダーとプロファイルされたピンを持つ特殊なツールを使用して溶接部を形成する。 ピンは2つのワークピースの継ぎ目に沿って、ショルダーが継ぎ目にかかるまで駆動します。

その後、ショルダーと継ぎ目の間の摩擦で金属が軟化するところで工具を回転させる。 プロファイルされたピンは、柔らかい金属を攪拌し、プロセス内の結合を作成するシームのラインを介して直線的に移動されます。 摩擦攪拌スポット溶接は摩擦攪拌溶接の一種であるが、大きな違いがある。

摩擦攪拌接合では、工具はワークピースの継ぎ目に沿って移動されます。 しかし、摩擦攪拌スポット溶接では、ツールはスポットで回転させ、移動させない。

回転して溶接部を作り、工具を持ち上げて、プロファイルされたピンが注入された出口穴を作ります。

相対運動が起こる速度とワークピースにかかる圧力は、2つの金属部品間に溶接部を作るために必要な熱の大きさによって決まります。 鋼の場合、摩擦溶接は 900 ～ 1300 セルを発生します。

慣性溶接：摩擦溶接と同じですか？

多くの場合、慣性溶接と摩擦溶接を同義で使用します。 しかし、慣性溶接は摩擦溶接の一種です。

正確には、慣性溶接は回転摩擦溶接の一種です。

この接合法では、ワークの一方を静止させ、もう一方をスピンドルに取り付けます。 スピンドルを高速で回転させ、2つの金属面の間に摩擦を発生させる。

ここで、スピンドルの最大回転数は固定されており、保持する材料の種類と2つのピースを溶接するために到達すべき温度に基づいている。

スピンドルが最高回転数に達すると、ドライブが解除され、固定されたワークが回転するワークの中にトラストされる。

摩擦圧接の利点は何ですか？

すべての溶接技術で同じ接合結果が得られるわけではありません。 したがって、溶接の種類は、溶接プロセスによって接合部に付与される特性に基づいて選択されます。

摩擦溶接を使用する利点のいくつかを説明しましょう：

異種金属の接合が可能。 摩擦圧接の大きなメリットは、異種金属の接合に使用できることです。

一般的なバイメタル摩擦接合には次のようなものがあります：

• アルミニウムとスチール
• 銅とアルミニウム
• チタンと銅
• ニッケル合金とスチール

原則として、鍛造できる金属はどれも摩擦溶接することができるのです。 そのため、摩擦圧接によってバイメタル構造を作ることができ、技術者の自由度が高くなります。

銅とアルミの接合は、一般に扱いにくいとされていますが、摩擦圧接ではそれが可能なのです。 摩擦圧接は、外部からの熱やフラックスを必要としないため、工程が簡単で、面倒な作業もありません。

欠陥が少ない、あるいはない。 固体溶接の利点の 1 つは、融合溶接と比較して、欠陥が最小限またはゼロであることです。 この効果は摩擦圧接にも受け継がれている。

プロセスが非常に速い。 摩擦圧接は最も速い溶接方法のひとつとされ、通常の融接の2倍から100倍の速さを記録する。

表面処理をあまり必要としない。 機械加工、のこぎり切断、せん断された表面も摩擦圧接で接合することができます。 しかし、潤滑剤や油の存在は、最適な溶接conditions.

摩擦溶接は、溶接プロセスのいくつかの種類を包含する包括的な用語であることは許されない。 多くの産業は、そうでなければ扱いにくい継手を作るために摩擦圧接に頼っています。

それは高速で効率的であり、それが固体溶接に来るとき、最も人気のあるオプションの1つです。