Hàn ma sát
Hầu hết các quy trình hàn hiện đại đều dựa vào nguồn nhiệt bên ngoài, chẳng hạn như phóng điện hồ quang. Nhưng nhiệt có thể được tạo ra trực tiếp tại vùng hàn do ma sát giữa các bộ phận được kết nối.
Năng lượng nhiệt có thể thu được bằng cách quay một phần trong khi phần thứ hai đứng yên hoặc quay theo hướng ngược lại. Hơn nữa, các bộ phận phải đồng thời được ép vào nhau với một lực không đổi hoặc tăng dần từ đầu đến cuối. Quá trình kết thúc với việc bộ phận quay bị đảo lộn và dừng nhanh chóng.
Ví dụ, khi so sánh với hàn đối đầu bằng điện, quy trình dựa trên ma sát có một số lợi thế vận hành:
Trong mâm cặp và đầu máy, chúng tôi kẹp một thanh kim loại, đường kính của thanh này phải lớn hơn 3,5 mm nhưng nhỏ hơn 200 mm. Chúng có thể là cả thép, nhôm, đồng, đồng hoặc các kim loại khác nhau:
Sự kết hợp của các vật liệu có thể rất khác nhau, ngay cả những vật liệu không thể hàn theo cách thông thường. Không có hạn chế nào về vấn đề này đối với hàn ma sát.
Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi cố định thanh vào phần đầu bằng cách sử dụng ba bu lông vặn vào các lỗ của mâm cặp, cách đều nhau xung quanh chu vi một góc 120 độ. Với sự giúp đỡ của họ, chúng tôi thực hiện việc căn chỉnh liên quan đến thanh được kẹp trong mâm cặp bằng cách siết chặt hoặc nới lỏng một hoặc một bu lông khác.
Chúng tôi đưa ụ đầu cho đến khi các thanh dừng lại từ đầu đến cuối rồi buộc chặt hoặc giữ bằng tay nhằm tăng lực kẹp trong quá trình hàn, điều mà công nghệ của phương pháp hàn này yêu cầu.
Chúng tôi bật máy, do đó thanh được kẹp trong mâm cặp máy bắt đầu quay. Trong trường hợp của chúng tôi, thanh cố định ở phần đầu là bất động, nhưng về nguyên tắc nó có thể quay theo hướng ngược lại, điều này sẽ làm giảm thời gian xử lý.
Chúng ta sẽ sớm thấy các màu xỉn bắt đầu từ điểm tiếp xúc của các thanh và lan dọc theo chúng theo các hướng ngược nhau, đây là dấu hiệu trực tiếp cho thấy kim loại bị nóng lên nhanh chóng do ma sát.
Sau một thời gian ngắn nữa, kim loại trong vùng tiếp xúc sẽ phát sáng rực rỡ và bắt đầu bị ép ra dưới dạng hình vòng vượt quá kích thước của các thanh.Vòng này cũng sẽ chứa các gờ: cặn, mỡ chưa cháy hết, các tạp chất phi kim loại rắn, v.v.
Vào thời điểm điểm tiếp xúc phát sáng mạnh nhất, máy phải được tắt đột ngột để kim loại của hai thanh dính lại. Đồng thời, nếu phần đầu chưa được cố định chắc chắn thì cần tăng dần áp lực lên nó để bù lại khối lượng kim loại dịch chuyển trong vùng tiếp xúc và có được kết nối chắc chắn hơn, chất lượng cao hơn.
Sau khi đợi cho đến khi ánh sáng dừng lại (và đây là dấu hiệu cho thấy kim loại đã đông cứng hoàn toàn), bạn có thể nới lỏng các bu lông buộc chặt và tháo phần đầu. Bây giờ tất cả những gì còn lại là kiểm tra chất lượng hàn ma sát.
Để thực hiện việc này, hãy bật lại máy và phát hiện thanh hàn hơi lệch - hậu quả của việc căn chỉnh không chính xác trong quá trình lắp đặt lúc đầu. Khiếm khuyết này có thể được loại bỏ bằng cách xoay và loại bỏ các gờ đùn ở vùng tiếp xúc.
Sự thâm nhập sâu hơn của kim loại cho thấy không có đặc điểm nào được nhìn thấy ở khu vực hàn của hai thanh. Có vẻ như đây không phải là điểm tiếp xúc giữa hai thanh mà là thân của một trong số chúng.
Chúng tôi thực hiện kiểm soát chất lượng hàn ma sát sau đây. Chúng tôi kẹp các thanh được kết nối theo cách này vào một cái kẹp và sử dụng đĩa máy mài để tạo ra một “kệ” trong vùng tiếp xúc, và một lần nữa chúng tôi tin chắc về tính đồng nhất của kim loại, điều này cũng cho biết chất lượng của mối hàn.
Hàn ma sát có thể được sử dụng để nối các đầu và bu lông được sản xuất hàng loạt. Quá trình này không khác gì quá trình sử dụng thanh: một bu lông được kẹp vào mâm cặp máy, bu lông kia được kẹp vào đầu máy.
Với sự trợ giúp của cái sau, các bu lông được tiếp xúc với các đầu và máy được khởi động. Ngoài ra, cần tăng lực kẹp và bắt kịp thời điểm hàn để kịp thời ngắt biến tần.
Hàn ma sát có thể dùng để hàn các vật liệu khó hoặc không thể hàn với các loại khác: thép và nhôm, thép austenit và thép peclit. Nó cũng có thể được sử dụng để dễ dàng nối các phôi nhựa.
Tính toán và thực hành sử dụng mối nối ma sát chứng tỏ rằng phương pháp này phù hợp hơn với các phôi có đường kính nằm trong khoảng 6-100 mm. Que hàn có đường kính lớn hơn 200 mm không mang lại lợi ích kinh tế vì quá trình này sẽ đòi hỏi nhiều công suất hơn (0,5 nghìn kW) và lực dọc trục (3 × 106 N). Sẽ không thể kết nối các thanh có đường kính nhỏ hơn 3,5 mm bằng phương pháp này do nhu cầu cung cấp tốc độ cao (200 vòng / phút) và khó xác định thời điểm tắt bộ truyền động.
Năng lượng nhiệt có thể thu được bằng cách quay một phần trong khi phần thứ hai đứng yên hoặc quay theo hướng ngược lại. Hơn nữa, các bộ phận phải đồng thời được ép vào nhau với một lực không đổi hoặc tăng dần từ đầu đến cuối. Quá trình kết thúc với việc bộ phận quay bị đảo lộn và dừng nhanh chóng.
Ví dụ, khi so sánh với hàn đối đầu bằng điện, quy trình dựa trên ma sát có một số lợi thế vận hành:
- chi phí năng lượng giảm đáng kể;
- mối hàn luôn đáng tin cậy vì nó chỉ phụ thuộc vào đặc tính nhiệt lý của sản phẩm được hàn;
- không cần chuẩn bị đặc biệt cho mối nối được kết nối, vì cặn, rỉ sét, dầu mỡ bị đốt cháy hoặc bị vắt ra thành đèn flash khi bắt đầu quá trình;
- chất lượng của kết nối không bị ảnh hưởng ngay cả khi vi phạm tính song song của phôi tới các góc 6±1 độ;
- không có các yếu tố tiêu cực dưới dạng bức xạ cực tím và phát thải khí độc hại;
- sự đơn giản của thiết bị công nghệ, dễ dàng thực hiện bảo trì định kỳ, cơ giới hóa và tự động hóa.
Quá trình hàn ma sát trên máy tiện
Que hàn thép
Trong mâm cặp và đầu máy, chúng tôi kẹp một thanh kim loại, đường kính của thanh này phải lớn hơn 3,5 mm nhưng nhỏ hơn 200 mm. Chúng có thể là cả thép, nhôm, đồng, đồng hoặc các kim loại khác nhau:
- thép và nhôm;
- thép và đồng;
- nhôm và đồng, v.v.
Sự kết hợp của các vật liệu có thể rất khác nhau, ngay cả những vật liệu không thể hàn theo cách thông thường. Không có hạn chế nào về vấn đề này đối với hàn ma sát.
Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi cố định thanh vào phần đầu bằng cách sử dụng ba bu lông vặn vào các lỗ của mâm cặp, cách đều nhau xung quanh chu vi một góc 120 độ. Với sự giúp đỡ của họ, chúng tôi thực hiện việc căn chỉnh liên quan đến thanh được kẹp trong mâm cặp bằng cách siết chặt hoặc nới lỏng một hoặc một bu lông khác.
Chúng tôi đưa ụ đầu cho đến khi các thanh dừng lại từ đầu đến cuối rồi buộc chặt hoặc giữ bằng tay nhằm tăng lực kẹp trong quá trình hàn, điều mà công nghệ của phương pháp hàn này yêu cầu.
Chúng tôi bật máy, do đó thanh được kẹp trong mâm cặp máy bắt đầu quay. Trong trường hợp của chúng tôi, thanh cố định ở phần đầu là bất động, nhưng về nguyên tắc nó có thể quay theo hướng ngược lại, điều này sẽ làm giảm thời gian xử lý.
Chúng ta sẽ sớm thấy các màu xỉn bắt đầu từ điểm tiếp xúc của các thanh và lan dọc theo chúng theo các hướng ngược nhau, đây là dấu hiệu trực tiếp cho thấy kim loại bị nóng lên nhanh chóng do ma sát.
Sau một thời gian ngắn nữa, kim loại trong vùng tiếp xúc sẽ phát sáng rực rỡ và bắt đầu bị ép ra dưới dạng hình vòng vượt quá kích thước của các thanh.Vòng này cũng sẽ chứa các gờ: cặn, mỡ chưa cháy hết, các tạp chất phi kim loại rắn, v.v.
Vào thời điểm điểm tiếp xúc phát sáng mạnh nhất, máy phải được tắt đột ngột để kim loại của hai thanh dính lại. Đồng thời, nếu phần đầu chưa được cố định chắc chắn thì cần tăng dần áp lực lên nó để bù lại khối lượng kim loại dịch chuyển trong vùng tiếp xúc và có được kết nối chắc chắn hơn, chất lượng cao hơn.
Sau khi đợi cho đến khi ánh sáng dừng lại (và đây là dấu hiệu cho thấy kim loại đã đông cứng hoàn toàn), bạn có thể nới lỏng các bu lông buộc chặt và tháo phần đầu. Bây giờ tất cả những gì còn lại là kiểm tra chất lượng hàn ma sát.
Để thực hiện việc này, hãy bật lại máy và phát hiện thanh hàn hơi lệch - hậu quả của việc căn chỉnh không chính xác trong quá trình lắp đặt lúc đầu. Khiếm khuyết này có thể được loại bỏ bằng cách xoay và loại bỏ các gờ đùn ở vùng tiếp xúc.
Sự thâm nhập sâu hơn của kim loại cho thấy không có đặc điểm nào được nhìn thấy ở khu vực hàn của hai thanh. Có vẻ như đây không phải là điểm tiếp xúc giữa hai thanh mà là thân của một trong số chúng.
Chúng tôi thực hiện kiểm soát chất lượng hàn ma sát sau đây. Chúng tôi kẹp các thanh được kết nối theo cách này vào một cái kẹp và sử dụng đĩa máy mài để tạo ra một “kệ” trong vùng tiếp xúc, và một lần nữa chúng tôi tin chắc về tính đồng nhất của kim loại, điều này cũng cho biết chất lượng của mối hàn.
Kết nối bu lông
Hàn ma sát có thể được sử dụng để nối các đầu và bu lông được sản xuất hàng loạt. Quá trình này không khác gì quá trình sử dụng thanh: một bu lông được kẹp vào mâm cặp máy, bu lông kia được kẹp vào đầu máy.
Với sự trợ giúp của cái sau, các bu lông được tiếp xúc với các đầu và máy được khởi động. Ngoài ra, cần tăng lực kẹp và bắt kịp thời điểm hàn để kịp thời ngắt biến tần.
Hàn ma sát có thể dùng để hàn các vật liệu khó hoặc không thể hàn với các loại khác: thép và nhôm, thép austenit và thép peclit. Nó cũng có thể được sử dụng để dễ dàng nối các phôi nhựa.
Tính toán và thực hành sử dụng mối nối ma sát chứng tỏ rằng phương pháp này phù hợp hơn với các phôi có đường kính nằm trong khoảng 6-100 mm. Que hàn có đường kính lớn hơn 200 mm không mang lại lợi ích kinh tế vì quá trình này sẽ đòi hỏi nhiều công suất hơn (0,5 nghìn kW) và lực dọc trục (3 × 106 N). Sẽ không thể kết nối các thanh có đường kính nhỏ hơn 3,5 mm bằng phương pháp này do nhu cầu cung cấp tốc độ cao (200 vòng / phút) và khó xác định thời điểm tắt bộ truyền động.
Xem video
Các lớp học tương tự
Đặc biệt thú vị
Bình luận (1)
