Friksjonssveising
De fleste moderne sveiseprosesser er avhengige av ekstern varmetilførsel, for eksempel en lysbueutladning. Men varme kan genereres direkte i sveisesonen på grunn av friksjon mellom delene som kobles sammen.
Termisk energi kan oppnås ved å rotere en del mens den andre er stasjonær, eller rotere i motsatt retning. Dessuten må delene samtidig presses mot hverandre med konstant eller økende kraft fra begynnelse til slutt. Prosessen ender med opprøring og rask stopp av den roterende delen.
I sammenligning med elektrisk stumpsveising har prosessen basert på friksjon en rekke operasjonelle fordeler:
I chucken og hodestokken til maskinen klemmer vi 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 forskjellige metaller:
Kombinasjoner av materialer kan være svært forskjellige, også de som ikke kan sveises på vanlig måte. Det er ingen begrensninger i denne forbindelse for friksjonssveising.
I vårt tilfelle fester vi stangen i hodestokken ved hjelp av tre bolter skrudd inn i hullene på chucken, jevnt fordelt rundt omkretsen ved 120 grader. Med deres hjelp utfører vi justering i forhold til stangen som er klemt fast i chucken ved å stramme eller løsne en eller annen bolt.
Vi bringer hodestokken til stengene stopper ende mot ende og fester den eller holder den for hånd for å øke klemkraften under sveiseprosessen, som kreves av teknologien til denne sveisemetoden.
Vi slår på maskinen, som et resultat av at stangen som er klemt i maskinchucken begynner å rotere. I vårt tilfelle er stangen som er festet i hodestokken ubevegelig, men i prinsippet kan den rotere i motsatt retning, noe som vil redusere prosesstiden.
Vi vil snart se anløpte farger som starter ved kontaktpunktet til stengene og sprer seg langs dem i motsatte retninger, noe som er et direkte tegn på den raske oppvarmingen av metallet som følge av friksjon.
Etter nok en kort tid vil metallet i kontaktsonen lyse sterkt og begynne å bli presset ut i form av en ringformasjon utover stavenes dimensjoner.Denne ringen vil også inneholde grader: avleiringer, uforbrent fett, solide ikke-metalliske inneslutninger, etc.
I øyeblikket med den sterkeste gløden ved kontaktpunktet, må maskinen slås kraftig av slik at metallet i de to stengene setter seg. Samtidig, hvis topplokket ikke er sikret, er det nødvendig å gradvis øke trykket på det for å kompensere for volumet av fortrengt metall i kontaktsonen og oppnå en sterkere og høyere kvalitet forbindelse.
Etter å ha ventet til gløden stopper (og dette er et tegn på at metallet har stivnet helt), kan du løsne festeboltene og fjerne hodestokken. Nå gjenstår det bare å sjekke kvaliteten på friksjonssveisingen.
For å gjøre dette, slå på maskinen igjen og oppdage en liten utløp av den sveisede stangen - en konsekvens av unøyaktig justering under installasjonen i begynnelsen. Denne feilen kan elimineres ved å snu og fjerne den ekstruderte graten i kontaktområdet.
En dypere penetrasjon av metallet viser at ingen funksjoner er synlige i sveiseområdet til de to stengene. Det ser ut til at dette ikke er kontaktpunktet mellom to stenger, men kroppen til en av dem.
Vi utfører følgende kvalitetskontroll av friksjonssveising. Vi klemmer stengene som er koblet på denne måten i en skrustikke og bruker en kvernskive for å lage en "hylle" i kontaktsonen, og igjen er vi overbevist om homogeniteten til metallet, noe som også indikerer kvaliteten på sveisingen.
Friksjonssveising kan brukes til å skjøte sammen masseproduserte hoder og bolter. Prosessen er ikke forskjellig fra prosessen med stenger: en bolt er klemt inn i maskinchucken, den andre inn i hodestokken.
Ved hjelp av sistnevnte bringes boltene i kontakt med hodene, og maskinen startes. Det er også nødvendig å øke klemkraften og fange sveisemomentet for å slå av drivverket i tide.
Friksjonssveising kan brukes til å sammenføye materialer som er vanskelige eller umulige å sveise med andre typer: stål og aluminium, austenittiske stål og perlittiske. Den kan også brukes til å enkelt skjøte sammen plastarbeidsstykker.
Beregninger og øvelser ved bruk av friksjonssammenføyning viser at denne metoden er bedre egnet for arbeidsstykker hvis diameter ligger i området 6-100 mm. Sveisestenger med en diameter større enn 200 mm er ikke økonomisk lønnsomt, siden prosessen vil kreve mer kraft (0,5 tusen kW) og aksial kraft (3 × 106 N). Det vil ikke være mulig å koble til stenger med en diameter på mindre enn 3,5 mm ved hjelp av denne metoden på grunn av behovet for å gi høye hastigheter (200 rpm) og vanskeligheten med å bestemme når stasjonen skal slås av.
Termisk energi kan oppnås ved å rotere en del mens den andre er stasjonær, eller rotere i motsatt retning. Dessuten må delene samtidig presses mot hverandre med konstant eller økende kraft fra begynnelse til slutt. Prosessen ender med opprøring og rask stopp av den roterende delen.
I sammenligning med elektrisk stumpsveising har prosessen basert på friksjon en rekke operasjonelle fordeler:
- energikostnadene reduseres kraftig;
- den sveisede skjøten er alltid pålitelig, siden den bare avhenger av de termofysiske egenskapene til produktene som sveises;
- ingen spesiell forberedelse er nødvendig for at skjøten skal kobles sammen, siden kalk, rust, fett og fett brenner ut eller blir presset ut i et blunk i begynnelsen av prosessen;
- kvaliteten på forbindelsen påvirkes ikke selv ved brudd på parallelliteten til arbeidsstykkene opp til vinkler på 6±1 grader;
- fravær av negative faktorer i form av ultrafiolett stråling og skadelige gassutslipp;
- enkelheten til teknologisk utstyr, lett tilgjengelig for rutinemessig vedlikehold, mekanisering og automatisering.
Friksjonssveiseprosess på dreiebenk
Sveising av stålstenger
I chucken og hodestokken til maskinen klemmer vi 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 forskjellige metaller:
- stål og aluminium;
- stål og kobber;
- aluminium og bronse, etc.
Kombinasjoner av materialer kan være svært forskjellige, også de som ikke kan sveises på vanlig måte. Det er ingen begrensninger i denne forbindelse for friksjonssveising.
I vårt tilfelle fester vi stangen i hodestokken ved hjelp av tre bolter skrudd inn i hullene på chucken, jevnt fordelt rundt omkretsen ved 120 grader. Med deres hjelp utfører vi justering i forhold til stangen som er klemt fast i chucken ved å stramme eller løsne en eller annen bolt.
Vi bringer hodestokken til stengene stopper ende mot ende og fester den eller holder den for hånd for å øke klemkraften under sveiseprosessen, som kreves av teknologien til denne sveisemetoden.
Vi slår på maskinen, som et resultat av at stangen som er klemt i maskinchucken begynner å rotere. I vårt tilfelle er stangen som er festet i hodestokken ubevegelig, men i prinsippet kan den rotere i motsatt retning, noe som vil redusere prosesstiden.
Vi vil snart se anløpte farger som starter ved kontaktpunktet til stengene og sprer seg langs dem i motsatte retninger, noe som er et direkte tegn på den raske oppvarmingen av metallet som følge av friksjon.
Etter nok en kort tid vil metallet i kontaktsonen lyse sterkt og begynne å bli presset ut i form av en ringformasjon utover stavenes dimensjoner.Denne ringen vil også inneholde grader: avleiringer, uforbrent fett, solide ikke-metalliske inneslutninger, etc.
I øyeblikket med den sterkeste gløden ved kontaktpunktet, må maskinen slås kraftig av slik at metallet i de to stengene setter seg. Samtidig, hvis topplokket ikke er sikret, er det nødvendig å gradvis øke trykket på det for å kompensere for volumet av fortrengt metall i kontaktsonen og oppnå en sterkere og høyere kvalitet forbindelse.
Etter å ha ventet til gløden stopper (og dette er et tegn på at metallet har stivnet helt), kan du løsne festeboltene og fjerne hodestokken. Nå gjenstår det bare å sjekke kvaliteten på friksjonssveisingen.
For å gjøre dette, slå på maskinen igjen og oppdage en liten utløp av den sveisede stangen - en konsekvens av unøyaktig justering under installasjonen i begynnelsen. Denne feilen kan elimineres ved å snu og fjerne den ekstruderte graten i kontaktområdet.
En dypere penetrasjon av metallet viser at ingen funksjoner er synlige i sveiseområdet til de to stengene. Det ser ut til at dette ikke er kontaktpunktet mellom to stenger, men kroppen til en av dem.
Vi utfører følgende kvalitetskontroll av friksjonssveising. Vi klemmer stengene som er koblet på denne måten i en skrustikke og bruker en kvernskive for å lage en "hylle" i kontaktsonen, og igjen er vi overbevist om homogeniteten til metallet, noe som også indikerer kvaliteten på sveisingen.
Boltforbindelse
Friksjonssveising kan brukes til å skjøte sammen masseproduserte hoder og bolter. Prosessen er ikke forskjellig fra prosessen med stenger: en bolt er klemt inn i maskinchucken, den andre inn i hodestokken.
Ved hjelp av sistnevnte bringes boltene i kontakt med hodene, og maskinen startes. Det er også nødvendig å øke klemkraften og fange sveisemomentet for å slå av drivverket i tide.
Friksjonssveising kan brukes til å sammenføye materialer som er vanskelige eller umulige å sveise med andre typer: stål og aluminium, austenittiske stål og perlittiske. Den kan også brukes til å enkelt skjøte sammen plastarbeidsstykker.
Beregninger og øvelser ved bruk av friksjonssammenføyning viser at denne metoden er bedre egnet for arbeidsstykker hvis diameter ligger i området 6-100 mm. Sveisestenger med en diameter større enn 200 mm er ikke økonomisk lønnsomt, siden prosessen vil kreve mer kraft (0,5 tusen kW) og aksial kraft (3 × 106 N). Det vil ikke være mulig å koble til stenger med en diameter på mindre enn 3,5 mm ved hjelp av denne metoden på grunn av behovet for å gi høye hastigheter (200 rpm) og vanskeligheten med å bestemme når stasjonen skal slås av.
Se videoen
Lignende mesterklasser
Spesielt interessant
Kommentarer (1)
