Friksjonssveising

De fleste moderne sveiseprosesser er basert på tilførsel av varme utenfra, for eksempel på grunn av lysbueutladning. Men varme kan genereres direkte i sveisesonen på grunn av friksjon mellom de tilkoblede delene.
Termisk energi kan oppnås ved å rotere den ene delen mens den andre står stille, eller ved å rotere i motsatt retning. Dessuten må delene samtidig presses mot hverandre med en konstant eller økende kraft fra begynnelse til slutt. Prosessen avsluttes med et trekk og et raskt stopp av den roterende delen.
Sammenlignet med for eksempel rumpesveising, har en friksjonsbasert prosess en rekke driftsfordeler:

• mye reduserte energikostnader;
• sveisefugen er alltid pålitelig, fordi den bare avhenger av de termofysiske egenskapene til de sveisede produktene;
• spesiell forberedelse av skjøten som skal skjøtes er ikke nødvendig, siden søppel, rust, fett og fett brenner ut eller blir presset ut i grata i begynnelsen av prosessen;
• selv brudd på parallelliteten til arbeidsstykkene opp til vinkler på 6 ± 1 grader påvirker ikke tilkoblingens kvalitet;
• fraværet av negative faktorer i form av ultrafiolett stråling og skadelige gassutslipp;
• enkelhet av teknologisk utstyr, lett tilgjengelig for rutinemessig vedlikehold, mekanisering og automatisering.

Prosessen med friksjonssveising på en dreiebenk

Stålsveising

I maskinens chuck og headstock klemmer vi på en metallstang, hvis diameter skal være mer enn 3,5 mm, men mindre enn 200 mm. De kan være både stål, aluminium, kobber, bronse eller fra forskjellige metaller:

• stål og aluminium;
• stål og kobber;
• aluminium og bronse m.m.

Kombinasjoner av materialer kan være veldig forskjellige, ikke engang sveisbare på vanlig måte. For friksjonssveising i denne forbindelse er det ingen begrensninger.
I vårt tilfelle fikser vi stangen i hodestokken ved hjelp av tre bolter skrudd inn i hullene i kassetten, jevnt fordelt rundt omkretsen gjennom 120 grader. Med deres hjelp utfører vi innretting i forhold til stangen som er klemt fast i kassetten ved å stramme eller løsne en eller annen bolt.
Vi fører headstock opp til enden av stengene ende til ende og fikser det eller holder det med hånden for å øke klemkraften under sveiseprosessen, noe som kreves av teknologien til denne sveisemetoden.
Vi slår på maskinen, som et resultat av at stangen som er klemt fast i maskinens chuck begynner å rotere. I vårt tilfelle er stangen festet i hodestokken fast, men i prinsippet kan den rotere i motsatt retning, noe som vil redusere prosesstiden.
Snart ser vi misfargingsfarger som begynte ved kontaktpunktet til stengene og forplantes langs dem i motsatte retninger, noe som er et direkte tegn på hurtig oppvarming av metallet som et resultat av friksjon.
Etter kort tid vil metallet i kontaktsonen lyse opp lyst og begynne å ekstrudere i form av en ringforming utenfor grensene for dimensjonen til stengene. I denne ringen vil det også være en burr: skala, ubrent smøremiddel, faste ikke-metalliske inneslutninger, etc.
I øyeblikket av kontaktpunktets lyseste glød, må maskinen slås brått av for at de to metallstengene skal kunne stilles. Hvis hodestokken ikke var festet, er det dessuten nødvendig å øke trykket gradvis for å kompensere for volumet av det fortrengte metall i kontaktsonen og for å oppnå en sterkere og bedre forbindelse.
Etter å ha ventet på at lysstyrken skal opphøre (og dette er et tegn på fullstendig anfall av metallet), kan du løsne monteringsboltene og fjerne hodestokken. Nå gjenstår det bare å sjekke kvaliteten på friksjonssveising.
For å gjøre dette, slå på maskinen igjen og finn en lett juling av den sveisede stangen - en konsekvens av unøyaktig justering når du installerer i begynnelsen. Denne feilen elimineres ved å snu sammen med fjerning av ekstrudert burr i kontaktsonen.
Et dypere spor av metallet indikerer at ingen trekk er synlige i sveisesonen til de to stengene. Det ser ut til at dette ikke er kontaktstedet for de to stengene, men kroppen til en av dem.
Vi utfører følgende kvalitetskontroll av friksjonssveising. Vi klemmer stengene som er koblet på denne måten inn i en skruestikk og bruker kvernplaten i kontaktområdet for å utføre "hylla", og igjen er vi overbevist om metallets enhetlighet, noe som også indikerer sveisekvaliteten.

Boltforbindelse

Friksjonssveising kan brukes til å koble masseproduksjonsbolter med hoder. Prosessen er ikke forskjellig fra prosessen med stenger: den ene bolten klemmes inn i maskinens chuck, den andre - headstock.
Ved bruk av sistnevnte bringes boltene i kontakt av hodene, og maskinen starter. Det er også nødvendig å øke klemkraften og gripe sveisemomentet for å slå av drevet i tide.
Friksjonssveising kan kombinere materialer som andre typer er vanskelige å sveise eller ikke sveise i det hele tatt: stål og aluminium, austenittisk stål og perlititt. Med sin hjelp kobles også plastemner enkelt sammen.
Beregningene og bruken av friksjonsforbindelsen viser at denne metoden er bedre egnet for arbeidsstykker hvis diameter ligger i området 6-100 mm. Sveisestenger med en diameter på mer enn 200 mm er økonomisk ulønnsomt, siden prosessen vil kreve stor kraft (0,5 tusen kW) og aksial kraft (3 × 106 N). Det vil ikke fungere på denne måten å koble stenger med en diameter på mindre enn 3,5 mm på grunn av behovet for å sikre høye omdreininger (200 o / min) og vanskeligheten med å bestemme øyeblikket når drevet er slått av.