جوشکاری اصطکاکی

جوشکاری اصطکاکی(friction welding)

در جوشکاری اصطکاکی از حرارت تولید شده توسط اصطکاک بین دو قطعه برای جوش دادن آن دو به یکدیگر استفاده می‌شود. بطور سنتی در جوشکاری اصطکاکی یک قطعه را در طی یک سطح مشترک بر روی قطعه دیگری همراه با اعمال نیروی فشاری آنقدر حرکت می‌دهند تا حرارت تولید شده بر اثر اصطکاک در فصل مشترک قطعه،‌ باعث نرم شدن ماده دو قطعه در مجاورت فصل مشترک شود. در این زمان بخشی از ماده موجود در سطح مشترک دو قطعه که خاصیت مومسان (پلاستیکی) پیدا کرده به فضای بیرون فصل مشترک رانده می شود. سپس حرکت نسبی دو قطعه متوقف شده و یک نیرویفشاری بزرگتر اعمال می شود و همزمان دو قطعه شروع به سرد شدن می‌کنند. این عمل باعث جوش خوردن دو قطعه به یکدیگر می‌شود. کلید اصلی عملیات جوشکاری اصطکاکی این است که از آنجایی که ماده مذابی تولید نمی شود، جوشکاری در فاز جامد فلزات صورت گرفته است.

مزایای جوشکاری اصطکاکی

صنایع خودروسازی چندین دهه است که از جوشکاری اصطکاکی برای تولید قطعات استفاده می کنند. این فرایند دارای مزایای متعددی است:

  • گرمای اصطکاکی فقط در محل جوش خوردن قطعات تولید می‌شود. بنابراین مجموعه تحت جوشکاری بطور گسترده نرم نمی‌شود.
  • جوش در تمامی سطح مقطع اتصال دو قطعه در یک زمان صورت می‌پذیرد.
  • از این تکنیک برای جوش دادن فلزات ناهم جنس می‌توان استفاده کرد.
  • فرایند در چند ثانیه با قابلیت بالای تولید مجدد صورت می‌پذیرد. بنابراین برای تولید انبوه بسیار مناسب است.

جوشکاری اصطکاکی دورانی

جوشکاری اصطکاکی دورانی که در طی آن یک قطعه در برابر پیشانی قطعه دیگر دوران می‌کند، یکی از متداول‌ترین انواع این فرایند است و بسیاری از انواع محورهای فولاد کربنی و محورهای فرعی بدین شیوه مونتاژ می‌شوند. از این فرایند برای تولید شفت‌های محرک، سوپاپ موتور، محور فرمان و میل کمک فنر (suspension rod) استفاده می شود. قابلیت این فرایند در اتصال مواد ناهمجنس بدین معنی است که می توان بدنه و سر سوپاپ را از مواد متفاوتی که مناسب سیکل کاری و حرارتی آنهاست ساخت.

 قطعاتی که با استفاده از جوشکاری اصطکاکی دورانی ساخته شده اند.

 جوشکاری اصطکاکی خطی

در این نوع جوشکاری حرکت دو قطعه نسبت به هم خطی است و بیشتر برای اتصال پره ها به دیسک های چرخان در صنایع موتورسازی هواپیما به کار می رود. انواع کم هزینه تر این فرایند برای تولید برخی قطعات خودرو نیز بکار می رود.

 جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی(FSW)

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی(FSW) یک روش نسبتاً جدید است که از یک ابزار چرخشی مصرف نشدنی برای تولید گرمای اصطکاکی و تغییر شکل پلاستیکی در موقعیت جوشکاری بهره می گیرد، بدین وسیله در شکل دهی اتصال هنگامی که در حالت جامد است تأثیر می گذارد.

دستاوردهای اصلیFSW که یک فرایند حالت جامد می باشد، اعوجاج پایین،فقدان عیوب مربوط به ذوب و استحکام اتصال بالا است، حتی در آن فرایند هایی که توسط تکنیک‌های معمولی غیرقابل جوش درنظر گرفته می شود. به علاوه اتصالات جوش شده توسط فقدان مشکلات/ عیوب پرکننده-القا شده توصیف می شود، زمانی که تکنیک احتیاج به هیچ پرکننده ای ندارد و توسط مقادیر هیدروژن پایین در اتصالات، یک ملاحظه قابل توجه در جوشکاری فولادها و دیگر آلیاژهای مستعد برای هیدروژن است.

FSW همچنین برای اتصالات لب به لب، گوشه ای، لب به لب،T، نقطه ای، نبشی و همچنین جوش اشیای خالی نظیر تانک‌ها و تیوب‌ها / لوله ها، تنه با ضخامت‌های متفاوت بکار برده می شود. این تکنیک می تواند اتصالاتی در فلزات غیر همجنس ایجاد کند. FSW یک پرش به جلو در تکنولوژی تولید است، پرشی که به محدوده وسیعی از صنایع شامل صنعت حمل و نقل به طور عموم و صنعت هواپیما به طور اختصاصی سود می رساند.

درجوشکاری FSW چهار پارامتر بسیار مهم وجود دارد:

1-سرعت زاویه ای چرخش پین (w, rpm) ساعت گرد.

2-سرعت خطی که پین خط اتصال را طی می‌کند (v, mm/min) .

3-زاویه انحراف ابزار از خط عمود بر سطح قطعه کار (tilt angle)

4-نیروی عمودی وارد بر ابزار توسط کلگی دستگاه (N)

مزايا :

1-عدم نياز به فلاکس(روانساز) ، ماده پر کننده و گاز محافظ

2-مصرف انرژی الكتريكی کمتر و به طور کلی انرژی مورد نياز

3-عمليات جوشكاری نسبتا تميز و بدون قوس الكتريكی ،دود و گاز

4-منطقه Haz باريك و دارای دانه های ريز تر حتی نسبت به فلز اصلی

محدوديتها :

1-يكیاز قطعات بايد گرد باشد . همچنين بايد دارای شكل و طرحی باشد که بتوان آن را روی دستگاه بسته و به گردش

درآورد.البته اين محدوديت با طراحی های جديد بر طرف شده است ولی هزينه های مصرفی نسبتابالاست. اکثر مواد را ميتوان با اين روش جوشكاری نمود و تقريبا هيچ محدوديتی نداريم.

2-در فلزات مستحکم تر و سخت تر، بدلیل نیاز به استفاده از ابزار مستحکم تر از فلز پایه، محدودیت در استفاده وجود دارد.

دستگاه FSW موجود در مرکز تحقیقات مهندسی و علم مواد با قابلیت های تغییر در سرعت زاویه ای، سرعت خطی، زاویه ابزار و همچنین با دارا بودن ابزار مناسب برای جوشکاری فلزات سبک (آلومینیوم و منیزیم) و همچنین فولادها قادر به ارائه خدمات آزمایشگاهی و انجام تست های اتصال پروژه های دانشجویی و صنعتی تعریف شده بر پایه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و تعیین شرایط بهینه اتصال می باشد.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>