2024-07-30
hàn ma sát là một quá trình hàn trạng thái rắn kết hợp vật liệu bằng cách sử dụng xoay và ma sát để tạo ra nhiệt,và lực bên để dịch chuyển vật liệu bằng nhựa và hợp nhất các mảnh làm việc với nhau.
Kể từ khi phát triển ban đầu, ROSCHEN đã phát triển để trở thành một phương pháp hàn ưa thích trong một số ngành công nghiệp, từ ô tô và hàng không vũ trụ đến nông nghiệp và khoan,cho các ứng dụng in và đóng gói.
Khi công nghệ và tự động hóa đã mở rộng trong vài thập kỷ qua, hàn ma sát quán tính tiếp tục là một trong những phương pháp xử lý kim loại hiệu quả nhất.
hàn ma sátlà một biến thể của hàn ma sát sử dụng năng lượng động với lực bên áp dụng để nối các bộ phận với nhau.Năng lượng vận động được đạt được bằng cách sử dụng bánh xe bay một bộ bánh xe nặng được sử dụng để lưu trữ năng lượng quay.
Lượng năng lượng động cần thiết được xác định bởi hai yếu tố: loại vật liệu được kết hợp với nhau và hình học của hàn.
Một khi vật liệu và hình học được biết, có thể tính toán trước lượng năng lượng động cần thiết cho hàn.
Tiến bộ trong công nghệ và sự phát triển trong quá trình hàn đã làm cho việc hiểu tỷ lệ năng lượng động / xoay dễ dàng hơn để khám phá và sao chép,dẫn đến thời gian chu kỳ nhanh hơn và dễ lặp lại không thể tìm thấy trong các kỹ thuật hàn truyền thống.
1. Chuẩn bị
Xác định các yếu tố hàn quan trọng: khối lượng bánh máy, tốc độ quay, lực đẩy bên.
2. Chuyển đổi trước khi tiếp xúc
Một máy hàn ma sát có vẻ tương tự như một máy xoắn máy cửa hàng thông thường ngoại trừ ở một bên, một chuck được gắn vào một bánh máy có khối lượng được xác định đặc biệt.
Chuck này giữ một thành phần của hàn, trong khi một chuck không quay ngược lại (chuck di chuyển theo trục dưới áp suất thủy lực) giữ phần còn lại.
Vòng xoay sẽ bắt đầu quay nhanh chóng, tăng tốc đến một tốc độ đã được xác định trước và tích trữ năng lượng động.
3. Khớp và ma sát
Một khi bánh xe bay đạt đến tốc độ và mức năng lượng động cần thiết, động cơ trục được tắt và tháo (tình trạng bánh xe tự do).Các ram thủy lực không quay sẽ buộc phần tĩnh vào phần quay, gây ra một số lượng cực kỳ ma sát.
Sự ma sát này làm nóng cả hai vật liệu, làm mềm bề mặt hàn của các bộ phận (không tan chảy) đến mức chúng có thể liên kết dưới một lượng áp suất bên đáng kể.
4. Sự chậm lại và Bonding
Khi các mảnh được nén lại với nhau, năng lượng động của khối lượng bánh máy tiếp tục xoay thành phần, làm việc nóng giao diện kim loại, loại bỏ tạp chất hoặc trống,và làm tinh luyện bề mặt hạt.
Khoa học đằng sau việc xác định khối lượng và tốc độ quay của bánh luồng là rất quan trọng để tạo ra một liên kết cực kỳ mạnh.và các thành phần sẽ phát triển quá nóng và có nguy cơ liên kết không đồng đều hoặc không hiệu quả (và mất vật liệu); tắt động cơ quá sớm và các bộ phận sẽ không trở nên đủ nóng để gắn kết.
5. Hoàn thành và thử nghiệm
Khi bánh máy dừng lại hoàn toàn, hàn đã hoàn thành và quá trình hàn đã hoàn thành.bước 02-04 mất từ 15 đến 45 giây tùy thuộc vào kích thước và thành phần của các vật liệu(Để tham khảo, nếu bạn đọc với tốc độ trung bình 300 từ mỗi phút, một con lăn có thể được sản xuất trong thời gian ngắn hơn so với thời gian đọc các bước 02-04.)
Thật khó để đánh giá quá mức thời gian chu kỳ được giảm đáng kể bằng cách sử dụng quy trình hàn ma sát.
1. Quá trình được điều khiển bằng máy
Các yếu tố quan trọng trong việc điều chỉnh hàn (tốc độ quay, khối lượng bánh máy và lực đẩy) được điều khiển bằng máy, dẫn đến sự thay đổi tối thiểu (nếu có) giữa mỗi sản phẩm,không giống như các quy trình hàn MIG hoặc TIG.
2. Sự nhất quán và lặp lại cực kỳ
Một khi các yếu tố này được xác định (một quá trình nhanh chóng cho các thợ hàn có kinh nghiệm), một thành phần có thể được tái tạo nhanh chóng với ít gián đoạn trong quá trình,tạo ra sự nhất quán và lặp lại cực kỳ cho hầu hết mọi dự án.
3- Chuẩn bị tối thiểu các thành phần
A minimally prepared saw-cut surface is suitable for the inertia friction welding process because the displacement of plastic metal eliminates original surface conditions and expels any contaminants from the weld zone.
4. Tiêu cầu gia công tối thiểu sau hàn
Kỹ thuật hàn ma sát tạo ra các thành phần hình dạng gần như ròng đòi hỏi tối thiểu sau khi gia công.
5. tổng thể nhanh hơn thời gian quay vòng
Nói một cách đơn giản, quá trình hàn ma sát không mất nhiều thời gian so với các kỹ thuật hàn hoặc gia công truyền thống.
Thông thường, sự khác biệt lớn giữa các điểm nóng chảy của hai kim loại khác nhau (ví dụ: thép không gỉ và nhôm;đồng và thép) sẽ làm cho chúng không thể hàn bằng các kỹ thuật truyền thống, và sẽ đòi hỏi một số loại kết nối cơ học.
Quá trình hàn ma sát không đòi hỏi bề mặt phay phải tan chảy, vì vậy khi các mảnh làm việc trở nên nhựa,được ép lại với nhau và sau đó làm mát (với kim loại không nóng liền kề hoạt động như một thùng thu nhiệt), kim loại tạo thành một liên kết toàn vẹn cao mà không có hợp kim của vật liệu.
Khả năng lựa chọn kim loại khác nhau cho một thành phần cho phép nhà sản xuất loại bỏ việc sử dụng kim loại đắt tiền trong các bộ phận của mảnh không cần kim loại như vậy.
Điều này không chỉ làm giảm chi phí vật liệu của quy trình hàn, nó cũng có thể giúp ứng dụng chạy hiệu quả hơn vì gánh nặng của vật liệu nặng hơn được giảm.
Tiết kiệm nghiêm trọng được đạt được thông qua quá trình hàn ma sát quán tính trong cả giờ lao động và chi phí vật liệu.
1. kim loại khác nhau tạo ra tiết kiệm
Như đã đề cập, khả năng sử dụng kim loại khác nhau có thể giúp các nhà sản xuất tiết kiệm chi phí vật liệu bằng cách loại bỏ nhu cầu sử dụng kim loại đắt tiền trong toàn bộ thành phần.
2Giảm chi phí vật liệu, giảm chi phí gia công
Quá trình này đòi hỏi ít nguyên liệu thô hơn để đạt được ngưỡng mệt mỏi và mô-men xoắn giống như các bộ phận được hình thành bằng các phương pháp khác.Điều này có nghĩa là giảm cả chi phí nguyên liệu thô và thời gian gia công sau hàn để loại bỏ vật liệu dư thừa.
3. Vật liệu phế liệu tối thiểu
So với các thành phần được sản xuất bằng máy quay CNC, ơ suất ma sát hàn phế liệu ít hoặc không có vật liệu,cho phép nhà sản xuất mua ít vật liệu hơn đáng kể để đạt được cùng một khối lượng sản xuất.
4. Giảm chi phí hoạt động
Chi phí được giảm bằng cách loại bỏ nhu cầu về các khí, vật liệu lấp đầy và luồng cần thiết trong các phương pháp hàn tổng hợp.Chi phí gia công cũng được giảm bằng cách giảm chi phí công cụ và tăng năng suất.
hàn ma sát là một quy trình hàn trạng thái rắn không cho phép sự xốp hóa khí hoặc bao gồm rác.
hàn ma sát tạo ra một liên kết 100% của khu vực tiếp xúc, tạo ra các khớp có chất lượng bằng với các liên kết giả mạo.Các tính chất hàn vượt trội so với hàn được tạo ra bằng các quy trình tổng hợp truyền thống, chẳng hạn như hàn MIG hoặc TIG.
Quá trình này cuối cùng tạo ra sức mạnh khớp tương đương hoặc thậm chí lớn hơn các vật liệu gốc.
hàn ma sát là một giải pháp hiệu quả về chi phí để sản xuất nguyên mẫu, chạy nhỏ hoặc chạy lớn, lặp lại cho các dự án đang diễn ra.
Việc loại bỏ ánh sáng sáng mạnh nguy hiểm và phun vật liệu nóng chảy làm giảm đáng kể nguy cơ chấn thương trên sàn nhà.
Trong khi hàn ma sát là một phương pháp cực kỳ hữu ích, hiệu quả về chi phí để kết hợp kim loại và các vật liệu khác, nó không phù hợp với tất cả các ứng dụng và có một loạt hạn chế ngắn:
1. Sản xuất cuộn
Quá trình hàn ma sát do quán tính làm giảm chi phí và thời gian chu kỳ cho các nhà sản xuất dựa trên cuộn công nghiệp.
2. khoan và khai thác mỏ
Đọc một nghiên cứu trường hợp về việc sử dụng Inertia Friction Welding để tạo ra các thanh khoan cho một công ty trong ngành công nghiệp khai thác khí đốt tự nhiên
3Các thành phần hàng không vũ trụ đòi hỏi kim loại mạnh
4Các bộ máy áp suất khí nén
Bắt đầu với một cuộc trò chuyện trực tiếp với một kỹ sư tại Pierce Industries.
roschen@roschen.com www.roschen.com
Liên hệ với chúng tôi bất cứ lúc nào
