آشنایی با جوشکاری اصطکاکی

جوشکاری از دسته اتصالات مداومی است که به دو دسته اصلی جوشکاری فشاری و جوشکاری ذوبی تقسیم می شود. جوشکاری اصطکاکی FRW (Friction Welding) از دسته فرآیندهای جوشکاری جامد است که زیرگروه جوشکاری فشاری می باشد. در این مقاله قصد داریم تا در مورد فرآیند، کاربردها، مزایا و انواع آن در صنعت صحبت کنیم.

هر آنچه که باید در مورد فرآیند جوشکاری اصطکاکی بدانید

در این جوشکاری هیچ منبع نیرو از قبیل نیروی الکتریکی یا سایر منابع نیروی دیگر دخیل نیست. در این فرآیند اصطکاک مکانیکی از طریق اتصال قطعه کارهای چرخان به یکدیگر و اعمال فشار به قطعات، گرما ایجاد شده و در نهایت به یکدیگر می چسبند.

سطح دو قطعه مورد نظر در تماس با یکدیگر قرار می گیرند و همانطور که گفته شد یکی از قطعات ثابت و قطعه دیگر دوار خواهد بود. استفاده از گرما برای اتصال تنها زمانی موثر خواهد بود که توزیع گرما بر روی سطوح مورد نظر اعمال شود.

همانطور که می دانید اتصال جوشکاری تنها زمانی با کیفیت بالا صورت می گیرد که قطعه صاف و روان باشد. پس در نتیجه اکسیدهایی که بر روی سطح ایجاد می شوند یا گرد و غباری که بر روی سطح مورد نظر وجود دارد همواره تاثیر منفی خود را خواهند گذاشت که تنها راه حل آن نیز ساییدن سطوح می باشد.

کاربرد جوشکاری اصطکاکی

جوشکاری اصطکاکی یکی از پرکاربردترین انواع جوشکاری پس از جوشکاری پرتو الکترونی در صنعت می باشد. در اتصالات دائمی لوله ها و میله های دایره ای به طور معمول از این جوشکاری استفاده می شود. یکی از کاربردهای جالب در این جوش این است که فلزات و آلیاژهایی که با روش های موجود جوشکاری قابلیت اتصال ندارند را می توان با استفاده از این جوشکاری به یکدیگر متصل نمود.

یکی از طیف های گسترده ای که جوشکاری اصطکاکی در آن دخیل است صنعت هواپیمایی و خودرو است زیرا برخی از فلزات و ترموپلاستیک ها همانطور که گفته شد تنها با استفاده از این جوش قابلیت متصل شدن به یکدیگر را دارند. جالب است بدانید این جوش می تواند بر روی چوب نیز اتصال ایجاد کند. از دیگر کاربدهای این جوش می توان به صنعت هسته ای جایی که نیاز به اتصالات دو فلزی وجود دارد اشاره کرد.

لوله های انتقال مایعات از حساسیت بالایی برخودارند و تنها به این روش جوشکاری می تواند راه ایمن و مطمئنی برای اتصال آلومینیوم به فولادهای ضد زنگ و همچنین آلیاژهایی که درصد بالایی از نیکل را دارا هستند ایجاد کند. اگر به دنبال آموزش سالیدورک هستید وارد لینک مربوطه شوید.

انواع جوشکاری اصطکاکی

از انواع جوشکاری نوع اصطکاکی می توان به:

دوار
درایو مستقیم
اینرسی
خطی
مداری

اشاره کرد که در ادامه به توضیح مختصری از آن ها خواهیم پرداخت.

جوشکاری اصطکاکی دوار

در جوشکاری اصطکاکی دوار که به آن جوشکاری چرخشی نیز گفته می شود از ماشین هایی استفاده می کنند که دارای 2 سه نظام می باشد که یکی از آن ها ثابت و دیگری چرخان است.

جوشکاری اصطکاکی درایو مستقیم

در این جوشکاری که در صنعت به جوشکاری درایو پیوسته نیز شناخته می شود موتور محرک و سه نظام متصل هستند. موتوری که محرک است در مرحله گرمایش به طور پیوسته سه نظام را حرکت می دهد.

جوشکاری اصطکاکی اینرسی

موتور محرک در این جوشکاری جدا شده و قطعات با فشاری که بر یکدیگر وارد می کنند به یکدیگر متصل می شوند. انرژی جنبشی ذخیره شده در این جوشکاری، چرخ لنگر را وادار به کاهش سرعت و تبدیل آن به حرارت می کند تا بر سطح جوش پخش شود.

جوشکاری اصطکاکی مداری

این جوشکاری مشابه جوشکاری چرخشی است اما با این تفاوت که از دستگاه های پیچیده تری برای تولید حرکت مداری استفاده می شود. برای تولید حرکت مداری در این جوشکاری، قسمت متحرک در یک دایره کوچک می چرخد.

مزایا جوشکاری اصطکاکی

از مزایای استفاده از جوشکاری نوع اصطکاکی می توان به جنبه های مختلفی از قبیل:

خصوصیات فنی و اقتصادی
سرعت بالا
کم بودن عیوب جوشکاری
صرفه جویی در زمان
اتصال مواد مختلف

اشاره کرد که در ادامه به طور مختصر در مورد هرکدام صحبت خواهیم کرد. اما اگر به دنبال آموزش موشن استادی در سالیدورک هستید لینک مربوطه را دنبال نمایید.

خصوصیات فنی و اقتصادی

این نوع جوشکاری به نسبت جوشکاری های معمولی از خصوصیات برتری در زمینه فنی و اقتصادی برخوردار می باشد. یکی از اصلی ترین موارد در این زمینه نیاز کمتر به انرژی می باشد. جالب است بدانید که انرژی مورد نیاز در جوشکاری اصطکاکی یک دهم جوشکاری با مقاومت الکتریکی می باشد.

سرعت بالا

از مزیت های چشمگیر این جوشکاری فشاری سرعت بالای آن است. زمانی که فصل مشترک دو قطعه با یکدیگر تحت گرمای مستقیم قرار می گیرند باعث می شود تا نواحی کمتری از قطعات گرما ببینند.

کاهش عیوب

یکی دیگر از مزایای جوشکاری به روش اصطکاکی این است که به دلیل فشاری بودن آن، مواد مذاب وجود ندارد و در نتیجه عیوب در آن کمتر مشاهده می شود. بهترین راه برای درک این موارد دیدن دوره آموزش شیت متال در سالیدورک میباشد.

قطعه صاف و صیقی

از آنجایی که می توان با آماده سازی کمتری در این نوع جوشکاری قطعات را به یککدیگر متصل کرد، در نتیجه طی فرآیند سطوح صاف تر و صیقلی تر خواهند شد.

اتصال مواد مختلف به یکدیگر

همانطور که پیش تر نیز گفته شد، اتصال مواد مختلف در این نوع جوشکاری است. از کاربرد چشمگیر آن نیز می توان به صنعت هوا و فضا اشاره کرد زیرا زمانی که اتصال آلومینیوم سبک با فولادهایی که مقاومت بالایی دارند به یکدیگر اتصال پیدا می کنند، تنها جوشکاری اصطکاکی است که می تواند این جوش را محقق کند.

از طرف دیگر اختلاف زیادی بین نقاط ذوب دو ماده وجود دارد که نمی توان از جوشکاری معمولی یا به روش سنتی استفاده کرد؛ از این رو جوشکاری نوع اصطکاکی با اتصال مکانیکی که ایجاد می کند می تواند پیوندی با مقاومت بالا و بدون وزن ایجاد کند که اختلاف نقطه ذوب را در بر بگیرد.