Spawanie tarciowe: Proces, rodzaje i zalety

Spawanie tarciowe, jak sama nazwa wskazuje, wykorzystuje tarcie do spawania złączy. Nie ma zewnętrznego ciepła, które jest stosowane w procesie łączenia.

Więc, zgrzewanie tarciowe nie jest procesem zgrzewania fuzyjnego, ale procesem zgrzewania w stanie stałym, w którym połączenie wynikowe jest często tak mocne, jak metal rodzimy. Ta technika spawania jest stosowana w wielu gałęziach przemysłu do łączenia części.

Zajmijmy się szczegółami, jak działa ta technika i jakie są jej zalety.

RELATED: LASER WELDING: RODZAJE, ZALETY I ZASTOSOWANIA

Jeśli potrzesz o siebie swoje dłonie, zauważysz, że staną się one gorące. W miarę dalszego zwiększania nacisku i prędkości, zaczniesz odczuwać ciepło.

Ta sama zasada wytwarzania ciepła przez tarcie jest wykorzystywana w zgrzewaniu tarciowym, gdzie metalowe części są pocierane o siebie z bardzo dużą prędkością i naciskiem.

Ta interakcja pomiędzy dwoma powierzchniami powoduje tarcie mechaniczne. Nawet jeśli dwa materiały, które mają być ze sobą zespawane, mogą wydawać się gładkie gołym okiem, istnieją nieregularności na poziomie mikroskopowym. Te nieregularności są wystarczające do wytworzenia tarcia pomiędzy ich powierzchniami.

Gdy dwa materiały poddawane są zgrzewaniu tarciowemu, ruch względny między nimi oraz nacisk wywierany na nie generuje ciepło w punktach styku. W miarę dalszej kontynuacji procesu, wzrasta również wytwarzanie ciepła, a dwa materiały zaczną stawać się lepkie w punktach styku.

Ponownie, ruch pomiędzy nimi sprzyja mieszaniu się dwóch części w ich punktach kontaktowych, tworząc połączenie lub spoinę.

Różne rodzaje zgrzewania tarciowego

Każdy proces zgrzewania, który wykorzystuje tarcie jako sposób tworzenia spoiny, można określić mianem zgrzewania tarciowego. Istnieją jednak zasadniczo cztery rodzaje procesów zgrzewania tarciowego.

Przejrzyjmy pokrótce każdy z nich, aby zrozumieć subtelne różnice między nimi.

Spawanie tarciowe obrotowe: Z dwóch materiałów, jeden jest obracany nad powierzchnią drugiego, gdzie wymagana jest spoina. Proces ten wykorzystuje ściskającą siłę osiową i wysokie prędkości obrotowe.

Ta kombinacja powoduje uplastycznienie obu materiałów, prowadząc ostatecznie do powstania połączenia między nimi.

Liniowe zgrzewanie tarciowe: W tym rodzaju zgrzewania tarciowego, jeden z materiałów oscyluje względem drugiego z dużą prędkością z dużymi siłami ściskającymi w ruchu posuwisto-zwrotnym. Wynikające z tego ciepło wytwarzane na powierzchniach powoduje uplastycznienie metalu, a tlenki lub zanieczyszczenia na powierzchni są spalane lub usuwane na boki.

Spawanie tarciowe z przemieszaniem: Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem wykorzystuje specjalne narzędzie z cylindrycznym ramieniem i wyprofilowanym trzpieniem do tworzenia spoin. Trzpień przesuwa się wzdłuż szwu dwóch obrabianych przedmiotów, aż ramię spocznie na szwie.

Narzędzie następnie obraca się, gdzie tarcie pomiędzy ramieniem a szwem zmiękcza metal. Profilowany trzpień jest przesuwany liniowo przez linię szwu mieszając miękki metal i tworząc połączenie w procesie.

Tarciowe zgrzewanie punktowe z przemieszaniem: Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem punktowym jest jednym z rodzajów zgrzewania tarciowego z jedną zasadniczą różnicą.

W zgrzewaniu tarciowym z przemieszaniem, narzędzie jest przesuwane wzdłuż szwu obrabianych przedmiotów. Jednak w zgrzewaniu tarciowym z przemieszaniem punktowym, narzędzie jest obracane w miejscu i nie jest przesuwane.

Obraca się i tworzy spoinę, a narzędzie jest podnoszone do góry, tworząc otwór wyjściowy, w który został wstrzyknięty profilowany trzpień.

Szybkość, z jaką odbywa się ruch względny i nacisk wywierany na obrabiane elementy, zależy od wielkości ciepła potrzebnego do utworzenia spoiny między dwoma metalowymi częściami. W przypadku stali zgrzewanie tarciowe generuje od 900 do 1300 stopni Celsjusza.

Spawanie bezwładnościowe: czy to jest to samo co zgrzewanie tarciowe?

Wiele osób używa synonimów zgrzewania bezwładnościowego i zgrzewania tarciowego. Jednak zgrzewanie bezwładnościowe jest rodzajem zgrzewania tarciowego.

Dokładnie rzecz ujmując, zgrzewanie bezwładnościowe jest rodzajem zgrzewania tarciowego obrotowego. Nazwa zgrzewanie bezwładnościowe pochodzi od sposobu, w jaki odbywa się obrót.

W tej technice łączenia jeden z elementów jest nieruchomy, podczas gdy drugi jest zamontowany na wrzecionie. Wrzeciono obraca się z dużą prędkością w celu wytworzenia tarcia pomiędzy dwoma metalowymi powierzchniami.

Tutaj, maksymalne obroty wrzeciona są ustalone i opierają się na rodzaju materiału, który trzyma i temperaturze, którą powinien osiągnąć, aby zespawać dwa elementy razem.

Gdy wrzeciono osiąga górną rpm, napęd odłącza się i stacjonarny przedmiot jest zaufanie do obracającego się przedmiotu obrabianego. Obrabiany element nadal obraca się samodzielnie dzięki sile bezwładności wynikającej z energii kinetycznej.

Jakie są zalety zgrzewania tarciowego?

Nie wszystkie techniki zgrzewania zapewniają takie same wyniki łączenia. Dlatego też rodzaj spawania jest wybierany na podstawie właściwości nadanych złączu w procesie spawania.

Przedyskutujmy niektóre z zalet stosowania zgrzewania tarciowego:

Umożliwia łączenie metali niepodobnych: Jedną z głównych zalet zgrzewania tarciowego jest to, że może być ono stosowane do łączenia metali niepodobnych.

Niektóre z powszechnych bimetalicznych połączeń ciernych to:

• Aluminium do stali
• Miedź do aluminium
• Tytan do miedzi
• Stop niklu do stali

Jak ogólnie rzecz biorąc, każdy kowalny metal może być zgrzewany tarciowo. Daje to większą swobodę inżynierom, ponieważ mogą oni tworzyć struktury bimetaliczne dzięki zgrzewaniu tarciowemu.

Złącza miedzi z aluminium są powszechnie uważane za niemożliwe do wykonania, ale dzięki zgrzewaniu tarciowemu jest to możliwe.

Nie ma zewnętrznego zastosowania ciepła lub topnika: Zgrzewanie tarciowe nie wymaga żadnego zewnętrznego ciepła ani topnika, dzięki czemu proces jest łatwy i mniej niechlujny.

Minimalne wady lub ich brak: Jedną z zalet spawania w stanie stałym jest to, że zawiera ono minimalne lub żadne wady w porównaniu ze spawaniem topnikowym. Te same efekty są przenoszone na zgrzewanie tarciowe.

Bardzo szybki proces: Spawanie tarciowe jest uważane za jedną z najszybszych metod spawania, taktującą do dwóch, a nawet 100x szybciej niż normalne spawy fuzyjne.

Nie wymaga dużego przygotowania powierzchni: Obrabiane, cięte piłą lub ścinane powierzchnie mogą być łączone za pomocą zgrzewania tarciowego. Jednakże, obecność smarów lub olejów nie jest dozwolona dla uzyskania optymalnych warunków zgrzewania.

Spawanie tarciowe jest terminem zbiorczym, który obejmuje kilka rodzajów procesów zgrzewania. Wiele gałęzi przemysłu polega na zgrzewaniu tarciowym w celu stworzenia połączeń, które w innym przypadku nie byłyby możliwe do wykonania.

Jest to szybka, wydajna i jedna z najbardziej popularnych opcji, jeśli chodzi o spawanie w stanie stałym.

.