การเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน

กระบวนการเชื่อมสมัยใหม่ส่วนใหญ่อาศัยความร้อนจากภายนอก เช่น การปล่อยอาร์ค แต่ความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้โดยตรงในบริเวณการเชื่อมเนื่องจากการเสียดสีระหว่างชิ้นส่วนที่เชื่อมต่ออยู่
พลังงานความร้อนสามารถหาได้จากการหมุนส่วนหนึ่งขณะที่ส่วนที่สองอยู่กับที่ หรือหมุนในทิศทางตรงกันข้าม ยิ่งไปกว่านั้น ชิ้นส่วนต่างๆ จะต้องกดเข้าหากันพร้อมกันด้วยแรงคงที่หรือเพิ่มขึ้นตั้งแต่ต้นจนจบ กระบวนการจบลงด้วยการปั่นป่วนและการหยุดชิ้นส่วนที่หมุนอย่างรวดเร็ว

เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมชนด้วยไฟฟ้า กระบวนการที่ใช้แรงเสียดทานมีข้อดีหลายประการในการปฏิบัติงาน:

ต้นทุนพลังงานลดลงอย่างมาก
รอยเชื่อมมีความน่าเชื่อถือเสมอเนื่องจากขึ้นอยู่กับลักษณะทางอุณหฟิสิกส์ของผลิตภัณฑ์ที่ทำการเชื่อมเท่านั้น
ไม่จำเป็นต้องเตรียมการเป็นพิเศษในการเชื่อมต่อข้อต่อ เนื่องจากตะกรัน สนิม จาระบี และจาระบีไหม้หรือถูกบีบออกในพริบตาที่จุดเริ่มต้นของกระบวนการ
คุณภาพของการเชื่อมต่อจะไม่ได้รับผลกระทบแม้ว่าจะมีการละเมิดความขนานของชิ้นงานที่ทำมุม 6 ± 1 องศาก็ตาม
ไม่มีปัจจัยลบในรูปแบบของรังสีอัลตราไวโอเลตและการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตราย
ความเรียบง่ายของอุปกรณ์เทคโนโลยี คล้อยตามการบำรุงรักษาตามปกติ การใช้เครื่องจักร และระบบอัตโนมัติได้อย่างง่ายดาย

กระบวนการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานบนเครื่องกลึง

เชื่อมเหล็กเส้น

ในหัวจับและส่วนหัวของเครื่องเรายึดแท่งโลหะซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางควรมากกว่า 3.5 มม. แต่น้อยกว่า 200 มม. อาจเป็นได้ทั้งเหล็ก อลูมิเนียม ทองแดง ทองแดง หรือโลหะต่าง ๆ:

เหล็กและอลูมิเนียม
เหล็กและทองแดง
อลูมิเนียมและทองแดง ฯลฯ

การผสมผสานวัสดุอาจแตกต่างกันมาก แม้ว่าวัสดุที่ไม่สามารถเชื่อมด้วยวิธีปกติก็ตาม ไม่มีข้อจำกัดในเรื่องนี้สำหรับการเชื่อมแบบเสียดทาน
ในกรณีของเรา เรายึดก้านไว้ในส่วนหัวโดยใช้สลักเกลียวสามตัวที่ขันเข้ากับรูของหัวจับ โดยเว้นระยะห่างเท่าๆ กันรอบเส้นรอบวงที่ 120 องศา ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา เราดำเนินการจัดตำแหน่งโดยสัมพันธ์กับแกนที่ยึดไว้ในหัวจับโดยการขันหรือคลายสลักเกลียวตัวใดตัวหนึ่ง
เรานำ headstock จนกระทั่งแท่งหยุดและยึดหรือจับด้วยมือเพื่อเพิ่มแรงจับยึดในระหว่างกระบวนการเชื่อมซึ่งเทคโนโลยีของวิธีการเชื่อมนี้ต้องใช้
เราเปิดเครื่องซึ่งเป็นผลมาจากการที่แกนที่ยึดอยู่ในหัวจับเครื่องจักรเริ่มหมุน ในกรณีของเรา ก้านที่ยึดอยู่กับส่วนหัวจะไม่เคลื่อนที่ แต่โดยหลักการแล้ว ก้านสามารถหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามได้ ซึ่งจะช่วยลดเวลาในการผลิต

ในไม่ช้าเราจะเห็นสีมัวหมองโดยเริ่มจากจุดที่สัมผัสกันของแท่งไม้และกระจายไปในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งเป็นสัญญาณโดยตรงของการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วของโลหะอันเป็นผลมาจากการเสียดสี

หลังจากนั้นอีกไม่นาน โลหะในบริเวณหน้าสัมผัสจะเรืองแสงเจิดจ้า และเริ่มถูกบีบออกมาในรูปของวงแหวนที่เกินขนาดของแท่งวงแหวนนี้จะมีเสี้ยน: ตะกรัน จาระบีที่ไม่ไหม้ สารที่เป็นของแข็งที่ไม่ใช่โลหะ ฯลฯ
ในขณะที่จุดสัมผัสสว่างที่สุดจะต้องปิดเครื่องอย่างรวดเร็วเพื่อให้โลหะของแท่งทั้งสองตั้งตัว ในเวลาเดียวกันหากไม่ได้รับการยึดส่วนหัวให้แน่นก็จำเป็นต้องค่อยๆเพิ่มแรงกดดันเพื่อชดเชยปริมาตรของโลหะที่ถูกแทนที่ในเขตสัมผัสและรับการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งและมีคุณภาพสูงขึ้น

หลังจากรอจนกระทั่งแสงหยุดลง (ซึ่งเป็นสัญญาณว่าโลหะได้เซ็ตตัวเรียบร้อยแล้ว) คุณสามารถคลายสลักเกลียวและถอดเฮดสต็อคออกได้ ตอนนี้สิ่งที่เหลืออยู่คือการตรวจสอบคุณภาพของการเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน
ในการดำเนินการนี้ ให้เปิดเครื่องอีกครั้งและตรวจพบการหลุดของแท่งเชื่อมเล็กน้อย ซึ่งเป็นผลมาจากการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องระหว่างการติดตั้งตั้งแต่เริ่มต้น ข้อบกพร่องนี้สามารถกำจัดได้โดยการหมุนและกำจัดเสี้ยนที่อัดออกมาในบริเวณหน้าสัมผัส

การเจาะโลหะที่ลึกยิ่งขึ้นแสดงว่าไม่สามารถมองเห็นคุณสมบัติใด ๆ ในบริเวณการเชื่อมของแท่งทั้งสอง ดูเหมือนว่านี่ไม่ใช่จุดสัมผัสระหว่างไม้เรียวสองอัน แต่เป็นร่างกายของหนึ่งในนั้น

เราดำเนินการควบคุมคุณภาพของการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานดังต่อไปนี้ เรายึดแท่งที่เชื่อมต่อในลักษณะนี้ด้วยเครื่องรองและใช้จานเจียรเพื่อสร้าง "ชั้นวาง" ในบริเวณหน้าสัมผัส และอีกครั้งที่เรามั่นใจในความเป็นเนื้อเดียวกันของโลหะ ซึ่งบ่งบอกถึงคุณภาพของการเชื่อมด้วย

การเชื่อมต่อแบบสายฟ้า

การเชื่อมแบบเสียดทานสามารถใช้เชื่อมหัวและสลักเกลียวที่ผลิตจำนวนมากได้ กระบวนการนี้ไม่แตกต่างจากกระบวนการที่ใช้แท่ง โดยยึดสลักเกลียวตัวหนึ่งเข้ากับหัวจับเครื่องจักร และอีกตัวหนึ่งยึดเข้ากับส่วนหัว

ด้วยความช่วยเหลือของส่วนหลัง สลักเกลียวจะสัมผัสกับหัว และเครื่องจะเริ่มทำงาน นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องเพิ่มแรงจับยึดและจับช่วงเวลาของการเชื่อมเพื่อปิดไดรฟ์ให้ทันเวลา

การเชื่อมแบบเสียดทานสามารถใช้เชื่อมวัสดุที่ยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะเชื่อมกับประเภทอื่นๆ เช่น เหล็กและอะลูมิเนียม เหล็กออสเทนนิติก และเหล็กเพิร์ลไลท์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อเชื่อมชิ้นงานพลาสติกได้อย่างง่ายดาย

การคำนวณและการฝึกใช้การเชื่อมแบบเสียดทานแสดงให้เห็นว่าวิธีนี้เหมาะกับชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 6-100 มม. มากกว่า แท่งเชื่อมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 200 มม. นั้นไม่ได้ผลกำไรเชิงเศรษฐกิจเนื่องจากกระบวนการนี้จะต้องใช้พลังงานมากกว่า (0.5 พันกิโลวัตต์) และแรงตามแนวแกน (3 × 106 นิวตัน) เป็นไปไม่ได้ที่จะเชื่อมต่อแท่งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 3.5 มม. โดยใช้วิธีนี้ เนื่องจากจำเป็นต้องให้ความเร็วสูง (200 รอบต่อนาที) และความยากลำบากในการพิจารณาว่าเมื่อใดที่ควรปิดไดรฟ์