Friktionssvetsning

De flesta moderna svetsprocesser baseras på tillförsel av värme från utsidan, till exempel på grund av bågeutladdning. Men värme kan genereras direkt i svetszonen på grund av friktion mellan de anslutna delarna själva.
Termisk energi kan erhållas genom att rotera den ena delen medan den andra är stillastående eller rotera i motsatt riktning. Dessutom måste delarna samtidigt pressas mot varandra med en konstant eller ökande kraft från början till slut. Processen slutar med ett drag och ett snabbt stopp av den roterande delen.
I jämförelse med till exempel rumpsvetsning har en friktionsbaserad process ett antal driftsfördelar:

• mycket reducerade energikostnader;
• den svetsade fogen är alltid pålitlig, eftersom den bara beror på de termofysiska egenskaperna hos de svetsade produkterna;
• speciell beredning av fogen som ska sammanfogas är inte nödvändig, eftersom skräp, rost, fett och fett brinner ut eller pressas ut i gryn i början av processen;
• brott mot parallelliteten mellan arbetsstyckena upp till vinklar på 6 ± 1 grader påverkar inte anslutningens kvalitet;
• frånvaron av negativa faktorer i form av ultraviolett strålning och skadliga gasutsläpp.
• enkel teknikutrustning, lätt tillgänglig för rutinmässigt underhåll, mekanisering och automatisering.

Processen för friktionssvetsning på en svarv

Stålsvetssvetsning

I maskinens chuck och headstock klämmer vi fast på en metallstång, vars diameter bör vara mer än 3,5 mm, men mindre än 200 mm. De kan vara både stål, aluminium, koppar, brons eller från olika metaller:

• stål och aluminium;
• stål och koppar;
• aluminium och brons etc.

Materialkombinationer kan vara mycket olika, inte ens svetsbara på vanligt sätt. För friktionssvetsning i detta avseende finns det inga begränsningar.
I vårt fall fixerar vi stången i headstocken med hjälp av tre bultar skruvade in i hålen på patronen, jämnt fördelade runt omkretsen genom 120 grader. Med deras hjälp utför vi inriktning i förhållande till stången fastklämd i patronen genom att dra åt eller lossa en eller annan bult.
Vi tar med huvudstaget till änden av stängerna ända till ände och fixerar det eller håller det med handen för att öka spännkraften under svetsprocessen, vilket krävs av tekniken för denna svetsmetod.
Vi slår på maskinen, vilket gör att stången fastklämd i maskinchucken börjar rotera. I vårt fall är stången fixerad i huvudstaget fast, men i princip kan den rotera i motsatt riktning, vilket skulle minska processtiden.
Snart ser vi missfärgningsfärger som började vid kontaktpunkten för stängerna och sprider sig längs dem i motsatta riktningar, vilket är ett direkt tecken på snabb uppvärmning av metallen till följd av friktion.
Efter en kort tid kommer metallen i kontaktzonen att lysa upp ljust och börja strängspruta i form av en ringformad form utanför gränserna för stavernas dimensioner. I denna ring kommer det också att finnas en burr: skala, oförbränt smörjmedel, fasta icke-metalliska inneslutningar, etc.
I det ögonblick av kontaktpunktens ljusaste glöd måste maskinen stängas av plötsligt för att metallen ska sätta på två stavar. Om dessutom huvudstaget inte var fixerat, är det nödvändigt att gradvis öka trycket på det för att kompensera för volymen av den förskjutna metallen i kontaktzonen och för att få en mer hållbar och högkvalitativ anslutning.
När du har väntat på att luminescensen ska upphöra (och detta är ett tecken på en fullständig metallinställning) kan du lossa monteringsbultarna och ta av fronten. Nu återstår det bara att kontrollera kvaliteten på friktionssvetsning.
För att göra detta, slå på maskinen igen och hitta en svag slagning av den svetsade stången - en följd av felaktig inriktning vid installationen i början. Denna defekt elimineras genom att vända med avlägsnande av strängsprutad burr i kontaktzonen.
Ett djupare spår av metallen indikerar att inga särdrag syns i svetszonen för de två stavarna. Det verkar som att detta inte är kontaktplatsen för de två stavarna, utan kroppen på en av dem.
Vi utför följande kvalitetskontroll av friktionssvetsning. Vi klämmer fast de på detta sätt anslutna stavarna i en skruv och använder slipskivan i kontaktzonen för att utföra "hyllan", och återigen är vi övertygade om metallens enhetlighet, vilket också indikerar svetsningens kvalitet.

Bultanslutning

Friktionssvetsning kan användas för att ansluta massproduktionsbultar med huvuden. Processen skiljer sig inte från processen med stavar: en bult är fastklämd i maskinchucken, den andra - headstocken.
Med hjälp av det senare bringas bultarna i kontakt med huvuden och maskinen startar. Det är också nödvändigt att öka spännkraften och gripa svetsmomentet för att stänga av drivenheten i tid.
Friktionssvetsning kan ansluta material som andra typer är svåra att svetsa eller inte svetsa alls: stål och aluminium, austenitiska stål och pearlite. Med sin hjälp är plastmaterial också enkelt anslutna.
Beräkningarna och användningen av friktionsföreningen visar att denna metod är bättre lämpad för arbetsstycken vars diameter ligger i intervallet 6-100 mm. Svetsstänger med en diameter på mer än 200 mm är ekonomiskt olönsamt eftersom processen kräver stor effekt (0,5 tusen kW) och axialkraft (3 × 106 N). Det fungerar inte på detta sätt att ansluta stavar med en diameter på mindre än 3,5 mm på grund av behovet av att säkerställa höga varv (200 varv / min) och svårigheten att bestämma det ögonblick som drivenheten är avstängd.