Ci sono molti tipi di metodi di saldatura per attrito che possono ottimizzare il vostro processo di produzione. In questo articolo, esamineremo diversi tipi. Capire questi diversi tipi vi aiuterà a decidere quale può aumentare la precisione e ridurre il costo totale e il tempo di ciclo per la vostra applicazione.

Per saperne di più su come progettare e produrre rulli industriali più efficaci, rivolgetevi a Pierce.

Che cos’è la saldatura per attrito?

Prima di analizzare i diversi tipi, definiamo il processo di saldatura a stato solido noto come saldatura per attrito. La saldatura allo stato solido si riferisce a processi di saldatura che non utilizzano calore esterno. Invece, la pressione esterna è applicata a uno stato solido per formare la saldatura. Nella saldatura per attrito, i pezzi da unire ruotano uno rispetto all’altro. Questo movimento crea attrito, che riscalda i materiali sulle superfici di contatto. Una forza di pressione elevata viene applicata fino a quando il ciclo di saldatura è completo. La saldatura per attrito può essere usata per unire una varietà di barre e tubi di metallo (come acciaio e alluminio) di diametro superiore a 100 mm.

Come funziona la saldatura per attrito

La saldatura per attrito funziona seguendo i principi fondamentali dell’attrito. Il processo usa l’attrito per creare un calore plastico all’interfaccia della saldatura. Per esempio, il calore di attrito creato sull’acciaio è di solito intorno ai 900-1300 gradi centigradi. Dopo aver raggiunto la temperatura appropriata, una forza di pressione esterna viene applicata sempre di più fino a quando i pezzi formano un giunto di saldatura permanente.

Sebbene esistano diversi tipi di saldatura per attrito, tutti seguono un principio di lavoro comune. In primo luogo, un pezzo è posto in un mandrino azionato da un rotore, mentre l’altro è tenuto fermo. Il rotore permette al pezzo montato di ruotare ad alta velocità. Una forza di pressione viene applicata al pezzo fermo, portandolo a contatto con il pezzo in rotazione. Quando i pezzi si toccano, si crea un’elevata forza di attrito che genera un calore significativo sulle superfici in contatto fino a quando i due materiali si ammorbidiscono, anche detto plastificazione. Una volta che i materiali raggiungono uno stato plastificato, una pressione di forgiatura più alta viene applicata al pezzo statico, forzando i due materiali a fondersi insieme. Dopo che le parti si fondono e l’interfaccia comincia a raffreddarsi, il rotore si ferma quando la temperatura si riduce e i materiali si risolidificano. La pressione di forgiatura viene mantenuta per alcuni secondi e poi rilasciata, a quel punto la saldatura è completata.

5 Tipi di saldatura per attrito

Saldatura per attrito inerziale

Che cos’è la saldatura per attrito inerziale? La saldatura per attrito per inerzia è caratterizzata da volani di diverse dimensioni che sono attaccati al mandrino e all’albero del mandrino. Un motore è collegato all’albero del mandrino per ruotare il pezzo. All’inizio del ciclo di saldatura, il motore è collegato all’albero del mandrino e ruota il pezzo alla velocità di rotazione desiderata. Una volta raggiunta la velocità desiderata, il motore viene scollegato dall’albero del mandrino. In base al peso del pezzo, dell’albero del mandrino, del mandrino e dei volani, si crea un’inerzia rotazionale da parte dei componenti che girano liberamente. A questo punto avviene il processo di saldatura per attrito come descritto sopra, utilizzando l’inerzia rotazionale per creare calore per attrito quando le parti vengono riunite. Scopri perché dovresti combinare la saldatura per inerzia con la lavorazione CNC.

Saldatura per attrito Direct Drive

In questo processo, il motore di azionamento del mandrino è collegato permanentemente all’albero del mandrino. Il motore continua ad azionare la parte rotante mentre i due pezzi vengono uniti, creando così il calore per attrito. Sulla base di un programma CNC definito, il mandrino viene continuamente rallentato mentre il processo di saldatura ha luogo, fermando il mandrino in un punto predeterminato. Questo tipo di saldatura per attrito è utile quando si desidera un orientamento specifico tra i componenti saldati.

Saldatura per attrito lineare

Questo processo è simile alla saldatura per attrito inerziale; tuttavia, il mandrino mobile non gira. Invece, oscilla in un movimento laterale. I due pezzi sono tenuti sotto pressione durante l’intero processo. Questo processo richiede che i pezzi da lavorare abbiano un’alta resistenza al taglio e coinvolge macchinari più complicati della saldatura per inerzia. Un vantaggio di questo metodo è che offre la possibilità di unire parti di qualsiasi forma (invece delle sole interfacce circolari).

Friction Stir Welding (FSW)

FSW è un processo di giunzione a stato solido che utilizza un utensile non consumabile per unire due pezzi contrapposti. Il calore è generato dall’attrito tra l’utensile rotante e il materiale del pezzo, che porta a una regione ammorbidita all’interfaccia. Mentre l’utensile viene fatto scorrere lungo la linea di giunzione, mescola meccanicamente il materiale ammorbidito dei due pezzi di metallo, e forgia l’interfaccia di saldatura attraverso la pressione meccanica applicata dall’utensile. La FSW è usata nelle moderne costruzioni navali, nei treni e nelle applicazioni aerospaziali.

Saldatura per attrito orbitale

La saldatura per attrito orbitale è simile alla saldatura per attrito rotante, ma entrambe le parti saldate sono ruotate nella stessa direzione e alla stessa velocità, ma i loro assi sono spostati fino a 1/8″. Quando il ciclo di saldatura è completato e la rotazione viene rallentata, le parti vengono riportate sullo stesso asse, e la pressione di forgiatura viene mantenuta mentre i materiali si risolidificano.

Applicazioni

La saldatura per attrito può essere usata per costruire migliori rulli industriali, tubi e alberi. Il processo è spesso usato per produrre questi sottoinsiemi per stampanti industriali, attrezzature per la movimentazione dei materiali, così come applicazioni automobilistiche, aerospaziali, marine e petrolifere. Altri esempi di componenti sono gli ingranaggi, i tubi degli assi, le linee di trasmissione, le valvole, le aste dei pistoni idraulici, le boccole dei rulli dei camion, gli alberi delle pompe, le punte di trapano, le aste di collegamento, ecc.

Benefici

La saldatura per attrito è un processo ecologico che non crea fumo o rilascia altre tossine dannose nell’atmosfera. Inoltre, offre un grande controllo sulla zona colpita dal calore, il che riduce il cambiamento delle proprietà del materiale. Inoltre, non richiede metallo d’apporto (il che fa risparmiare sui costi della materia prima). Infine, la saldatura per attrito offre un’automazione semplice, velocità elevate, saldature efficienti e la possibilità di combinare una varietà di metalli.

Pronto a iniziare la saldatura per attrito?

Se la saldatura per attrito sembra essere utile alla tua applicazione, contattaci. Durante la nostra conversazione possiamo discutere quale tipo di saldatura per attrito potrebbe essere la tua migliore opzione e se siamo il fornitore più adatto a saldare per inerzia i tuoi sottoinsiemi.