Det finns många typer av friktionssvetsmetoder som kan optimera din tillverkningsprocess. I den här artikeln kommer vi att gå igenom flera olika typer. Om du förstår dessa olika typer kan du lättare avgöra vilken som kan öka precisionen och minska totalkostnaden och cykeltiden för din applikation.

Tala med Pierce om konstruktioner och tillverkning av effektivare industrirullar.

Vad är friktionssvetsning?

Innan vi bryter ner de olika typerna ska vi först definiera den fasta svetsprocessen som kallas friktionssvetsning. Med fasta svetsar avses svetsprocesser som inte använder extern värme. Istället appliceras externt tryck på ett fast tillstånd för att bilda svetsen. Vid friktionssvetsning roterar de arbetsstycken som ska sammanfogas i förhållande till varandra. Denna rörelse skapar friktion, vilket värmer materialen vid kontaktytorna. En hög tryckkraft appliceras tills svetscykeln är avslutad. Friktionssvetsning kan användas för att sammanfoga en mängd stänger och rör av metall (t.ex. stål och aluminium) med en diameter över 100 mm.

Hur friktionssvetsning fungerar

Friktionssvetsning fungerar genom att följa friktionens grunder. Processen använder friktion för att skapa en plastbildande värme vid svetsgränssnittet. Den friktionsvärme som skapas på stål är till exempel vanligtvis omkring 900-1300 grader Celsius. Efter att lämplig temperatur har uppnåtts, appliceras en extern tryckkraft alltmer tills arbetsstyckena bildar en permanent svetsfog.

Sedan det finns flera olika typer av friktionssvetsning följer de alla en gemensam arbetsprincip. Först placeras ett arbetsstycke i en rotordriven chuck, medan det andra hålls stationärt. Rotorn gör att det monterade arbetsstycket kan rotera med hög hastighet. En tryckkraft appliceras på det stationära arbetsstycket så att det kommer i kontakt med det roterande arbetsstycket. När arbetsstyckena vidrör varandra skapas en hög friktionskraft som genererar betydande värme på de ytor som är i kontakt tills de två materialen mjuknar, vilket också kallas plastifiering. När materialen når ett plastifierat tillstånd appliceras ett högre smidetryck på det statiska stycket, vilket tvingar de två materialen att smälta samman. När delarna smält ihop och gränssnittet börjar svalna stannar rotorn när temperaturen sjunker och materialen åter stelnar. Smidetrycket bibehålls i några sekunder och släpps sedan, då är svetsen klar.

5 typer av friktionssvetsning

Itrusionsfriktionssvetsning

Vad är tröghetsfriktionssvetsning? Tröghetsfriktionssvetsning har svänghjul av olika storlek som är fastsatta på chucken och spindelaxeln. En motor är ansluten till spindelaxeln för att rotera detaljen. I början av svetscykeln är motorn ansluten till spindelaxeln och roterar detaljen till önskad rotationshastighet. När den önskade hastigheten har uppnåtts kopplas motorn bort från spindelaxeln. Baserat på vikten av detaljen, spindelaxeln, chucken och svänghjulen skapas en rotationströghet av de fritt roterande komponenterna. Vid denna tidpunkt sker den friktionssvetsade processen enligt beskrivningen ovan, där rotationströgheten utnyttjas för att skapa friktionsvärme när delarna förs samman. Lär dig varför du bör kombinera tröghetssvetsning med CNC-bearbetning.

Direkt driven friktionssvetsning

I denna process är spindeldrivmotorn permanent fäst vid spindelaxeln. Motorn fortsätter att driva den roterande delen när de två delarna förs samman, vilket skapar friktionsvärme. Baserat på ett definierat CNC-program bromsas spindeln kontinuerligt när svetsprocessen äger rum och spindeln stoppas vid en förutbestämd punkt. Denna typ av friktionssvetsning är fördelaktig när en specifik orientering mellan de svetsade komponenterna önskas.

Linjär friktionssvetsning

Denna process liknar tröghetsfriktionssvetsning, men den rörliga chucken snurrar inte. Istället oscillerar den i en lateral rörelse. De två arbetsstyckena hålls under tryck under hela processen. Denna process kräver att arbetsstyckena har en hög skjuvhållfasthet och involverar mer komplicerade maskiner än tröghetssvetsning. En fördel med denna metod är att den ger möjlighet att sammanfoga delar av vilken form som helst (i stället för bara cirkulära gränssnitt).

Friction Stir Welding (FSW)

FSW är en sammanfogningsprocess i fast tillstånd som använder ett verktyg som inte kan förbrukas för att sammanfoga två motstående arbetsstycken. Värme alstras genom friktion mellan det roterande verktyget och arbetsstyckets material, vilket leder till en mjukgjord region vid gränssnittet. Medan verktyget rör sig längs foglinjen blandar det mekaniskt det mjuka materialet i de två metallbitarna och formar svetsgränssnittet genom det mekaniska tryck som verktyget utövar. FSW används i moderna skeppsbyggnads-, tåg- och flygtillämpningar.

Orbital friktionssvetsning

Orbital friktionssvetsning liknar roterande friktionssvetsning, men båda de svetsade delarna roteras i samma riktning och med samma hastighet, men deras axlar är förskjutna med upp till 1/8″. När svetscykeln är avslutad och rotationen avtar återförs delarna till samma axel och smidetrycket bibehålls medan materialen åter stelnar.

Användningar

Friktionssvetsning kan användas för att bygga bättre industriella rullar, rör och axlar. Processen används ofta för att tillverka dessa underenheter för industriella skrivare, materialhanteringsutrustning samt bil-, flyg-, marin- och oljetillämpningar. Andra exempel på komponenter är kugghjul, axelrör, drivlinor, ventiler, hydrauliska kolvstänger, rullbussningar för lastbilar, pumpaxlar, borrkronor, anslutningsstänger etc.

Fördelar

Friktionssvetsning är en miljövänlig process som inte skapar rök eller släpper ut andra skadliga gifter i atmosfären. Därefter erbjuder den mycket kontroll över den värmepåverkade zonen, vilket minskar förändringen av materialegenskaperna. Den kräver inte heller någon tillsatsmetall (vilket sparar kostnader för råmaterial). Slutligen erbjuder friktionssvetsning enkel automatisering, höga hastigheter, effektiva svetsar och möjligheten att kombinera en mängd olika metaller.

Är du redo att börja med friktionssvetsning?

Om friktionssvetsning låter som om den skulle kunna vara till nytta för din tillämpning, vänligen kontakta oss. Under vårt samtal kan vi diskutera vilken typ av friktionssvetsning som kan vara ditt bästa alternativ och om vi är den bäst lämpade leverantören för tröghetssvetsning av dina underenheter.