Συγκόλληση τριβής
Οι περισσότερες σύγχρονες διαδικασίες συγκόλλησης βασίζονται σε εξωτερική εισροή θερμότητας, όπως η εκκένωση τόξου. Αλλά θερμότητα μπορεί να δημιουργηθεί απευθείας στη ζώνη συγκόλλησης λόγω τριβής μεταξύ των εξαρτημάτων που συνδέονται.
Η θερμική ενέργεια μπορεί να ληφθεί περιστρέφοντας ένα μέρος ενώ το δεύτερο είναι ακίνητο ή περιστρέφοντας προς την αντίθετη κατεύθυνση. Επιπλέον, τα μέρη πρέπει ταυτόχρονα να πιέζονται μεταξύ τους με σταθερή ή αυξανόμενη δύναμη από την αρχή μέχρι το τέλος. Η διαδικασία τελειώνει με ανατροπή και ταχεία διακοπή του περιστρεφόμενου τμήματος.
Σε σύγκριση, ας πούμε, με την ηλεκτρική συγκόλληση, η διαδικασία που βασίζεται στην τριβή έχει μια σειρά από λειτουργικά πλεονεκτήματα:
Στο τσοκ και στο κεφάλι του μηχανήματος σφίγγουμε μια μεταλλική ράβδο, η διάμετρος της οποίας πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 3,5 mm, αλλά μικρότερη από 200 mm. Μπορούν να είναι και χάλυβας, αλουμίνιο, χαλκός, μπρούτζος ή διαφορετικά μέταλλα:
Οι συνδυασμοί υλικών μπορεί να είναι πολύ διαφορετικοί, ακόμη και αυτοί που δεν μπορούν να συγκολληθούν με τον συνηθισμένο τρόπο. Δεν υπάρχουν περιορισμοί από αυτή την άποψη για τη συγκόλληση με τριβή.
Στην περίπτωσή μας, στερεώνουμε τη ράβδο στην κεφαλή χρησιμοποιώντας τρία μπουλόνια βιδωμένα στις οπές του τσοκ, ομοιόμορφα τοποθετημένα γύρω από την περιφέρεια στις 120 μοίρες. Με τη βοήθειά τους, πραγματοποιούμε ευθυγράμμιση σε σχέση με τη ράβδο που σφίγγεται στο τσοκ σφίγγοντας ή χαλαρώνοντας ένα ή άλλο μπουλόνι.
Φέρνουμε το headstock μέχρι να σταματήσουν οι ράβδοι από άκρη σε άκρη και το στερεώνουμε ή το κρατάμε με το χέρι για να αυξήσουμε τη δύναμη σύσφιξης κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, που απαιτείται από την τεχνολογία αυτής της μεθόδου συγκόλλησης.
Ενεργοποιούμε το μηχάνημα, με αποτέλεσμα η ράβδος που σφίγγεται στο τσοκ της μηχανής να αρχίζει να περιστρέφεται. Στην περίπτωσή μας, η ράβδος που στερεώνεται στην κεφαλή είναι ακίνητη, αλλά καταρχήν μπορεί να περιστραφεί προς την αντίθετη κατεύθυνση, γεγονός που θα μείωνε τον χρόνο διεργασίας.
Σύντομα θα δούμε αμαυρωμένα χρώματα να ξεκινούν από το σημείο επαφής των ράβδων και να απλώνονται κατά μήκος τους σε αντίθετες κατευθύνσεις, γεγονός που είναι άμεσο σημάδι της ταχείας θέρμανσης του μετάλλου ως αποτέλεσμα της τριβής.
Μετά από άλλο σύντομο χρονικό διάστημα, το μέταλλο στη ζώνη επαφής θα λάμπει έντονα και θα αρχίσει να συμπιέζεται με τη μορφή σχηματισμού δακτυλίου πέρα από τις διαστάσεις των ράβδων.Αυτός ο δακτύλιος θα περιέχει επίσης γρέζια: λέπια, άκαυτο γράσο, συμπαγή μη μεταλλικά εγκλείσματα κ.λπ.
Τη στιγμή της φωτεινότερης λάμψης στο σημείο επαφής, το μηχάνημα πρέπει να απενεργοποιηθεί απότομα έτσι ώστε το μέταλλο των δύο ράβδων να πήξει. Ταυτόχρονα, εάν η κεφαλή δεν έχει ασφαλιστεί, είναι απαραίτητο να αυξηθεί σταδιακά η πίεση σε αυτήν για να αντισταθμιστεί ο όγκος του μετατοπισμένου μετάλλου στη ζώνη επαφής και να επιτευχθεί μια ισχυρότερη και υψηλότερης ποιότητας σύνδεση.
Αφού περιμένετε μέχρι να σταματήσει η λάμψη (και αυτό είναι σημάδι ότι το μέταλλο έχει σταθεροποιηθεί πλήρως), μπορείτε να χαλαρώσετε τα μπουλόνια στερέωσης και να αφαιρέσετε την κεφαλή. Τώρα το μόνο που μένει είναι να ελέγξουμε την ποιότητα της συγκόλλησης με τριβή.
Για να το κάνετε αυτό, ενεργοποιήστε ξανά το μηχάνημα και ανιχνεύστε μια ελαφρά διαρροή της συγκολλημένης ράβδου - συνέπεια της ανακριβούς ευθυγράμμισης κατά την εγκατάσταση στην αρχή. Αυτό το ελάττωμα μπορεί να εξαλειφθεί με περιστροφή και αφαίρεση του εξωθημένου γρέζιου στην περιοχή επαφής.
Μια βαθύτερη διείσδυση του μετάλλου δείχνει ότι δεν είναι ορατά χαρακτηριστικά στην περιοχή συγκόλλησης των δύο ράβδων. Φαίνεται ότι αυτό δεν είναι το σημείο επαφής δύο ράβδων, αλλά το σώμα μιας από αυτές.
Πραγματοποιούμε τον ακόλουθο ποιοτικό έλεγχο συγκόλλησης με τριβή. Σφίγγουμε τις ράβδους που συνδέονται με αυτόν τον τρόπο σε μέγγενη και χρησιμοποιούμε έναν δίσκο μύλου για να δημιουργήσουμε ένα "ράφι" στη ζώνη επαφής και πάλι είμαστε πεπεισμένοι για την ομοιογένεια του μετάλλου, η οποία υποδηλώνει επίσης την ποιότητα της συγκόλλησης.
Η συγκόλληση τριβής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση κεφαλών και μπουλονιών μαζικής παραγωγής. Η διαδικασία δεν διαφέρει από τη διαδικασία με τις ράβδους: το ένα μπουλόνι σφίγγεται στο τσοκ της μηχανής και το άλλο στην κεφαλή.
Με τη βοήθεια του τελευταίου, τα μπουλόνια έρχονται σε επαφή με τις κεφαλές και το μηχάνημα ξεκινά. Είναι επίσης απαραίτητο να αυξήσετε τη δύναμη σύσφιξης και να πιάσετε τη στιγμή της συγκόλλησης για να απενεργοποιήσετε εγκαίρως τον κινητήρα.
Η συγκόλληση τριβής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση υλικών που είναι δύσκολο ή αδύνατο να συγκολληθούν με άλλους τύπους: χάλυβας και αλουμίνιο, ωστενιτικούς χάλυβες και περλιτικούς χάλυβες. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για εύκολη σύνδεση πλαστικών τεμαχίων.
Οι υπολογισμοί και η εξάσκηση με τη χρήση τριβής αποδεικνύουν ότι αυτή η μέθοδος είναι πιο κατάλληλη για τεμάχια κατεργασίας των οποίων η διάμετρος κυμαίνεται μεταξύ 6-100 mm. Οι ράβδοι συγκόλλησης με διάμετρο μεγαλύτερη από 200 mm δεν είναι οικονομικά κερδοφόρα, καθώς η διαδικασία θα απαιτήσει περισσότερη ισχύ (0,5 χιλιάδες kW) και αξονική δύναμη (3 × 106 N). Δεν θα είναι δυνατή η σύνδεση ράβδων με διάμετρο μικρότερη από 3,5 mm χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο, λόγω της ανάγκης παροχής υψηλών στροφών (200 rpm) και της δυσκολίας καθορισμού του πότε θα απενεργοποιηθεί ο ηλεκτροκινητήρας.
Η θερμική ενέργεια μπορεί να ληφθεί περιστρέφοντας ένα μέρος ενώ το δεύτερο είναι ακίνητο ή περιστρέφοντας προς την αντίθετη κατεύθυνση. Επιπλέον, τα μέρη πρέπει ταυτόχρονα να πιέζονται μεταξύ τους με σταθερή ή αυξανόμενη δύναμη από την αρχή μέχρι το τέλος. Η διαδικασία τελειώνει με ανατροπή και ταχεία διακοπή του περιστρεφόμενου τμήματος.
Σε σύγκριση, ας πούμε, με την ηλεκτρική συγκόλληση, η διαδικασία που βασίζεται στην τριβή έχει μια σειρά από λειτουργικά πλεονεκτήματα:
- Το ενεργειακό κόστος μειώνεται σημαντικά.
- ο συγκολλημένος σύνδεσμος είναι πάντα αξιόπιστος, καθώς εξαρτάται μόνο από τα θερμοφυσικά χαρακτηριστικά των συγκολλούμενων προϊόντων.
- Δεν απαιτείται ειδική προετοιμασία για τη σύνδεση της άρθρωσης, καθώς τα άλατα, η σκουριά, το γράσο και το γράσο καίγονται ή συμπιέζονται και αναβοσβήνουν στην αρχή της διαδικασίας.
- η ποιότητα της σύνδεσης δεν επηρεάζεται ακόμη και από παραβίαση του παραλληλισμού των τεμαχίων μέχρι γωνίες 6±1 μοίρες.
- απουσία αρνητικών παραγόντων με τη μορφή υπεριώδους ακτινοβολίας και επιβλαβών εκπομπών αερίων·
- απλότητα τεχνολογικού εξοπλισμού, εύκολα επιδεκτική συντήρησης ρουτίνας, μηχανοποίησης και αυτοματισμού.
Διαδικασία συγκόλλησης τριβής σε τόρνο
Συγκόλληση χαλύβδινων ράβδων
Στο τσοκ και στο κεφάλι του μηχανήματος σφίγγουμε μια μεταλλική ράβδο, η διάμετρος της οποίας πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 3,5 mm, αλλά μικρότερη από 200 mm. Μπορούν να είναι και χάλυβας, αλουμίνιο, χαλκός, μπρούτζος ή διαφορετικά μέταλλα:
- χάλυβας και αλουμινίου?
- χάλυβας και χαλκός?
- αλουμίνιο και μπρούτζο κ.λπ.
Οι συνδυασμοί υλικών μπορεί να είναι πολύ διαφορετικοί, ακόμη και αυτοί που δεν μπορούν να συγκολληθούν με τον συνηθισμένο τρόπο. Δεν υπάρχουν περιορισμοί από αυτή την άποψη για τη συγκόλληση με τριβή.
Στην περίπτωσή μας, στερεώνουμε τη ράβδο στην κεφαλή χρησιμοποιώντας τρία μπουλόνια βιδωμένα στις οπές του τσοκ, ομοιόμορφα τοποθετημένα γύρω από την περιφέρεια στις 120 μοίρες. Με τη βοήθειά τους, πραγματοποιούμε ευθυγράμμιση σε σχέση με τη ράβδο που σφίγγεται στο τσοκ σφίγγοντας ή χαλαρώνοντας ένα ή άλλο μπουλόνι.
Φέρνουμε το headstock μέχρι να σταματήσουν οι ράβδοι από άκρη σε άκρη και το στερεώνουμε ή το κρατάμε με το χέρι για να αυξήσουμε τη δύναμη σύσφιξης κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, που απαιτείται από την τεχνολογία αυτής της μεθόδου συγκόλλησης.
Ενεργοποιούμε το μηχάνημα, με αποτέλεσμα η ράβδος που σφίγγεται στο τσοκ της μηχανής να αρχίζει να περιστρέφεται. Στην περίπτωσή μας, η ράβδος που στερεώνεται στην κεφαλή είναι ακίνητη, αλλά καταρχήν μπορεί να περιστραφεί προς την αντίθετη κατεύθυνση, γεγονός που θα μείωνε τον χρόνο διεργασίας.
Σύντομα θα δούμε αμαυρωμένα χρώματα να ξεκινούν από το σημείο επαφής των ράβδων και να απλώνονται κατά μήκος τους σε αντίθετες κατευθύνσεις, γεγονός που είναι άμεσο σημάδι της ταχείας θέρμανσης του μετάλλου ως αποτέλεσμα της τριβής.
Μετά από άλλο σύντομο χρονικό διάστημα, το μέταλλο στη ζώνη επαφής θα λάμπει έντονα και θα αρχίσει να συμπιέζεται με τη μορφή σχηματισμού δακτυλίου πέρα από τις διαστάσεις των ράβδων.Αυτός ο δακτύλιος θα περιέχει επίσης γρέζια: λέπια, άκαυτο γράσο, συμπαγή μη μεταλλικά εγκλείσματα κ.λπ.
Τη στιγμή της φωτεινότερης λάμψης στο σημείο επαφής, το μηχάνημα πρέπει να απενεργοποιηθεί απότομα έτσι ώστε το μέταλλο των δύο ράβδων να πήξει. Ταυτόχρονα, εάν η κεφαλή δεν έχει ασφαλιστεί, είναι απαραίτητο να αυξηθεί σταδιακά η πίεση σε αυτήν για να αντισταθμιστεί ο όγκος του μετατοπισμένου μετάλλου στη ζώνη επαφής και να επιτευχθεί μια ισχυρότερη και υψηλότερης ποιότητας σύνδεση.
Αφού περιμένετε μέχρι να σταματήσει η λάμψη (και αυτό είναι σημάδι ότι το μέταλλο έχει σταθεροποιηθεί πλήρως), μπορείτε να χαλαρώσετε τα μπουλόνια στερέωσης και να αφαιρέσετε την κεφαλή. Τώρα το μόνο που μένει είναι να ελέγξουμε την ποιότητα της συγκόλλησης με τριβή.
Για να το κάνετε αυτό, ενεργοποιήστε ξανά το μηχάνημα και ανιχνεύστε μια ελαφρά διαρροή της συγκολλημένης ράβδου - συνέπεια της ανακριβούς ευθυγράμμισης κατά την εγκατάσταση στην αρχή. Αυτό το ελάττωμα μπορεί να εξαλειφθεί με περιστροφή και αφαίρεση του εξωθημένου γρέζιου στην περιοχή επαφής.
Μια βαθύτερη διείσδυση του μετάλλου δείχνει ότι δεν είναι ορατά χαρακτηριστικά στην περιοχή συγκόλλησης των δύο ράβδων. Φαίνεται ότι αυτό δεν είναι το σημείο επαφής δύο ράβδων, αλλά το σώμα μιας από αυτές.
Πραγματοποιούμε τον ακόλουθο ποιοτικό έλεγχο συγκόλλησης με τριβή. Σφίγγουμε τις ράβδους που συνδέονται με αυτόν τον τρόπο σε μέγγενη και χρησιμοποιούμε έναν δίσκο μύλου για να δημιουργήσουμε ένα "ράφι" στη ζώνη επαφής και πάλι είμαστε πεπεισμένοι για την ομοιογένεια του μετάλλου, η οποία υποδηλώνει επίσης την ποιότητα της συγκόλλησης.
Σύνδεση με μπουλόνι
Η συγκόλληση τριβής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση κεφαλών και μπουλονιών μαζικής παραγωγής. Η διαδικασία δεν διαφέρει από τη διαδικασία με τις ράβδους: το ένα μπουλόνι σφίγγεται στο τσοκ της μηχανής και το άλλο στην κεφαλή.
Με τη βοήθεια του τελευταίου, τα μπουλόνια έρχονται σε επαφή με τις κεφαλές και το μηχάνημα ξεκινά. Είναι επίσης απαραίτητο να αυξήσετε τη δύναμη σύσφιξης και να πιάσετε τη στιγμή της συγκόλλησης για να απενεργοποιήσετε εγκαίρως τον κινητήρα.
Η συγκόλληση τριβής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύνδεση υλικών που είναι δύσκολο ή αδύνατο να συγκολληθούν με άλλους τύπους: χάλυβας και αλουμίνιο, ωστενιτικούς χάλυβες και περλιτικούς χάλυβες. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για εύκολη σύνδεση πλαστικών τεμαχίων.
Οι υπολογισμοί και η εξάσκηση με τη χρήση τριβής αποδεικνύουν ότι αυτή η μέθοδος είναι πιο κατάλληλη για τεμάχια κατεργασίας των οποίων η διάμετρος κυμαίνεται μεταξύ 6-100 mm. Οι ράβδοι συγκόλλησης με διάμετρο μεγαλύτερη από 200 mm δεν είναι οικονομικά κερδοφόρα, καθώς η διαδικασία θα απαιτήσει περισσότερη ισχύ (0,5 χιλιάδες kW) και αξονική δύναμη (3 × 106 N). Δεν θα είναι δυνατή η σύνδεση ράβδων με διάμετρο μικρότερη από 3,5 mm χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο, λόγω της ανάγκης παροχής υψηλών στροφών (200 rpm) και της δυσκολίας καθορισμού του πότε θα απενεργοποιηθεί ο ηλεκτροκινητήρας.
Δες το βίντεο
Παρόμοια master classes
Ιδιαίτερα ενδιαφέρον
Σχόλια (1)
