Mitmesugust

Hõõrdeseguga keevitamine: põhimõte, eelised ja rakendused

Hõõrdeseguga keevitamine: põhimõte, eelised ja rakendused

Hõõrdeseguga keevitamine ehk FSW on kontaktkeevitusprotsess, mis kasutab hõõrdumisel tekkivat soojust kahe erineva materjali sulatamiseks. See ühendamistehnika ei kasuta protsessis ühtegi kulumaterjali.

Hõõrdkonstruktsiooniga keevitamise üks peamisi eeliseid on viimistletud osade parem esteetika võrreldes teiste keevitusmeetoditega.

SEOTUD: ULTRAHELIK KEEVITAMINE: LUBAV TEHNOLOOGIA MÕLEMATE PLASTIDE JA METALLIDE KEEVITAMISEKS

TWI (The Welding Institute) arendas ja patenteeris hõõrdumisega keevisõmbluse 1991. aastal. Sellest ajast alates kasutavad seda keevitustehnikat selle ainulaadsete omaduste tõttu lugematud tööstusharud.

See tuleneb hõõrdkonstruktsiooniga keevitamise rakendamisest kahele toorikule.

Hõõrdumise segamise keevitamise protsess

Hõõrdeseguga keevitamisel kasutatakse spetsiaalselt selleks loodud tööriista, mis pöörleb suurel kiirusel üle õmbluste, mis tuleb kokku keevitada. Kui tööriist pöörleb üle metalli, tekib nende vahel soojus.

See kuumus põhjustab metallide plastilisuse ja sulandumise üksteisega. Hõõrdeseguga keevitamine on võimeline keevitama kahte tüüpi liigendeid:

  • Lapi liigesed
  • Tagumikud

Hõõrdeseguga keevitamiseks kasutataval tööriistal on kaks osa. Õmblusel pöörlev silindriline osa, mida nimetatakse õlaks, ja õlgast ulatuv profileeritud tihvt.

Kõigepealt puuritakse tihvt õmblusesse. Seejärel pöörleb õlg tooriku peal teatud aja, kuni saavutatakse optimaalne temperatuur ja materjalidesse imendub.

Seejärel liigub tööriist üle õmbluse, mis loob pideva keevisõmbluse. See on võimalik tänu tööriista tekitatud mahuküttele ja metallosakeste segunemisele profileeritud tihvti abil.

Tööruumi siseneb profileeritud tihvtist, kus see saab nime "Segada", kuna tihvt segab pehmendatud osakesi nende sulatamiseks.

TWI on üksikasjalikult kirjeldanud, kuidas keevitusprotsess toimub, kui tööriist liigub üle kahe materjali.

Kui kontaktpinnad kuumenevad, moodustuvad materjalides kolme tüüpi tagasisaamised - keevisõmblus, TMAZ ehk termomehaaniliselt mõjutatud tsoon ja HAZ ehk soojuse poolt mõjutatud tsoon.

Hõõrdeseguga keevitamisel toimub keevisekambri dünaamiline ümberkristallumine. Lihtsamalt öeldes kasvavad metalli mikrostruktuursed terad samal ajal, kui metall deformeerub.

See toob kaasa palju parema sideme, isegi rohkem kui see on saavutatav kaarkeevitamise abil.

Hõõrdkeversioon vs hõõrdkeevitus - erinevus

Mitmed keevitamisvõtted kasutavad soojuse tekitamiseks hõõrdumist ja nende hulgas on kõige tavalisem hõõrdkeevitus. Tüüpilises hõõrdkeevitusmeetodis tekib soojus kahe tooriku vahel, liigutades õmblustel üht toorikut teise suhtes.

Kahe pinna hõõrdumine põhjustab nende sulamise ja sulandumise.

See seab aga tooriku seadistamisel hõõrdkeevitamise piirangu, kuna see peab olema võimeline toorikut liikuma suurel kiirusel lineaarse edasi-tagasi liikumise abil.

Hõõrdkonstruktsiooniga keevitamine ületab selle piirangu, kinnitades toorikud kohale ja liigutades seejärel tööriista mööda õmblust, luues protsessi keevisõmbluse.

Hõõrdkattega keevitamise eelised

Hõõrdkonstruktsiooniga keevitamise eelised tulenevad selle ainulaadsest keevisõmblusest, kus ei kasutata kulumaterjale ega varjestuselementide võtteid. See annab keevisõmblusele järgmised omadused:

  • Valmis keevisõmblus on sujuv ja esteetiline
  • Sellega saab keevitada muul viisil keevitamata sulameid, nagu Aluminium 2xxx ja 7xxx
  • Täielikult automatiseeritud protsess
  • Vooluvormi ega varjestusainet pole vaja
  • Madalad tipptemperatuurid takistavad pragude kokkutõmbumist ja poorsust
  • Hõõrdumise segamise keevitamise piirangud

Erinevalt teistest keevitusvahenditest peab hõõrdkeevitamisel kasutatav tööriist toorikutele lisaks nende kuumutamisele sepistama. Niisiis, tööriist peab vastu pidama märkimisväärsele koormusele ega tohiks põhjustada liigset kulumist.

See on üks põhjustest, miks hõõrdumist segavat keevitamist ei kasutata tavaliselt kõval terasel ega metallidel. Samuti jääb toorikust lahkudes profileeritud tihvti taha auk.

Segakeevitust kasutatakse peamiselt alumiiniumi keevitamiseks ja sellega saab keevitada peaaegu kõiki alumiiniumitüüpe, isegi tänapäevaseid Al-Li sulameid. Põhjus, miks see piirdub alumiiniumiga, on selles, et alumiiniumkeevisõmblused võivad toimuda suhteliselt madalatel tipptemperatuuridel.

Hõõrdkattega keevitamise rakendused

Hõõrdeseguga keevitamine leiab rakendust paljudes tööstusharudes, kus kasutatakse alumiiniumi.

Laevaehitus: FSW-d kasutati esmakordselt õõnsate alumiiniumpaneelide keevitamiseks kalapaatide jaoks. Tänapäeval on see keevitustehnika levinud alumiiniumist sügavkülmikpaneelide keevitamisel, mida kasutatakse laevade kere ja kere puhul.

Kuna FSW tekitab minimaalseid moonutusi, hoiavad alumiiniumpaneelid oma kuju ka pikkade keevisõmbluste korral.

Lennundus: Kosmosesõidukites krüogeense hapniku hoidmiseks kasutatavad alumiiniumist kütusepaagid kasutavad FSW-d. Liitmistehnika keevitab kuplid silindrilise konstruktsiooniga, millest need kütusepaagid koosnevad.

Boeing kasutas FSW-d Delta II raketi interstage moodulis, mille õhkutõusmine oli edukas 1999. aasta augustis.

FSW-d kasutatakse ka kergekaaluliste alumiiniumraamide ühendamiseks, mida on näha lennukikeres. Seda seetõttu, et tehnika pakub palju kergemat alternatiivi poltide kinnitamisele või neetimisele.

Raudtee: Hõõrdkonstruktsiooniga keevitamine leiab aset õõnesprofiilide ja T-jäikuse ekstrusioonide puhul kiirrongide tootmisel.

Autotööstus: Autotööstus on pöördunud alumiiniumi kui optimaalse materjali järele šassii ettevalmistamiseks. Seega on see FSW-tehnoloogia üks suuremaid kasutuselevõtjaid.

Tavapärased keevitusmeetodid ei võimalda taastada kõrge tolerantsiga osi nagu FSW. FSW kiire keevitusaeg muudab selle atraktiivsemaks kui muud alumiiniumi keevitamise viisid.

SEOTUD: JUHIS KEEVITAMISELE RAHA SAAMISEKS: Karjäärivõimalused ja nõuanded

FSW ehk hõõrdeseguga keevitamine on tänapäeval üks ainulaadsemaid keevitusmeetodeid. See toodab väga tugevaid keevisõmblusi, ilma et see kahjustaks kaalu ega esteetikat.

Keevitamise ökosüsteemis paistab ainulaadse kandidaadina hõõrdkeversioon.


Vaata videot: KEMPPI MINARC EVO 150 маленький отзыв сварщика (Mai 2021).