Η αρχή λειτουργίας και τα πεδία εφαρμογής της συγκόλλησης με τριβή

Στις μηχανικές εργασίες κατασκευής, είναι σύνηθες οι μεταλλικές επιφάνειες των τεμαχίων προς κατεργασία να προσκολλώνται και να συγκολλούνται μεταξύ τους λόγω της θερμότητας που παράγεται από την τριβή, όπως κατά την περιστροφή των τεμαχίων σε εργαλειομηχανές. Μέσα από την ανάλυση αυτών των φαινομένων πρόσφυσης και συγκόλλησης, μπορεί να γίνει κατανοητή η ουσία της συγκόλλησης με τριβή. Η συγκόλληση με τριβή είναι μια μέθοδος συγκόλλησης που χρησιμοποιεί τη θερμότητα τριβής και τη θερμότητα πλαστικής παραμόρφωσης που δημιουργείται από την τριβή της επιφάνειας επαφής του τεμαχίου εργασίας για να αυξήσει τη θερμοκρασία κοντά στη διεπαφή σε ένα εύρος θερμοκρασίας κοντά αλλά κάτω από το σημείο τήξης, προκαλώντας πλαστική παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας και ρέει υπό πίεση. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της διάχυσης και της ανακρυστάλλωσης των μορίων διεπαφής.

Υπάρχουν πολλές μέθοδοι συγκόλλησης με τριβή και με βάση την τροχιά της δράσης τριβής και τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας, οι κοινές στην πραγματική παραγωγή περιλαμβάνουν συγκόλληση με τριβή συνεχούς κίνησης, συγκόλληση με τριβή αποθήκευσης ενέργειας, συγκόλληση τριβής ελέγχου φάσης, συγκόλληση τριβής αδράνειας, συγκόλληση τριβής τροχιάς και συγκόλληση τριβής ανάδευσης. Μεταξύ αυτών, η συγκόλληση με συνεχή τριβή μετάδοσης κίνησης, η συγκόλληση τριβής ελέγχου φάσης, η συγκόλληση με αδρανειακή τριβή και η συγκόλληση τριβής σιδηροτροχιάς βασίζονται στη σχετική κίνηση τριβής μεταξύ των συγκολλημένων μερών για τη δημιουργία θερμικής ενέργειας, η οποία συλλογικά αναφέρεται ως παραδοσιακή συγκόλληση τριβής. Η συγκόλληση με τριβή ανάδευσης, η ενσωματωμένη συγκόλληση τριβής, η συγκόλληση με τριβή τρίτου σώματος και η συγκόλληση επικάλυψης με τριβή είναι διαδικασίες συγκόλλησης που βασίζονται στη θερμότητα που παράγεται από τη σχετική κίνηση τριβής μεταξύ της κεφαλής ανάδευσης και του τεμαχίου εργασίας.

Η διαδικασία συγκόλλησης με τριβή μπορεί χονδρικά να χωριστεί σε τέσσερα στάδια:

1. Η μετατροπή της μηχανικής ενέργειας τριβής σε θερμική ενέργεια.

2. Πλαστική παραμόρφωση υλικών.

3. Πίεση σφυρηλάτησης υπό θερμοπλαστικές συνθήκες.

4. Συμπέρασμα συγκόλλησης ανακρυστάλλωσης διαμοριακής διάχυσης.

Σε σύγκριση με την παραδοσιακή συγκόλληση, η συγκόλληση με τριβή έχει χαμηλότερη θερμοκρασία και κατανάλωση ενέργειας, με κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας τόσο χαμηλή όσο το 20% της παραδοσιακής συγκόλλησης. Τόσο τα ίδια όσο και τα διαφορετικά μέταλλα μπορούν να συγκολληθούν αποτελεσματικά. Και η ακρίβεια συγκόλλησης είναι υψηλή. Το μέγιστο σφάλμα στο συνολικό μήκος του θαλάμου προκαύσης των κινητήρων ντίζελ που παράγεται με συγκόλληση με τριβή είναι ± 0,1 χιλιοστά. Η σταθερή ποιότητα συγκόλλησης και η υψηλή αντοχή μπορούν να παρατείνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Η διαδικασία συγκόλλησης δεν είναι κατάλληλη για οποιαδήποτε αναλώσιμα συγκόλλησης και είναι καθαρή, υγιεινή και χωρίς ρύπους. Ταυτόχρονα, η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα είναι μικρή, η ταχύτητα συγκόλλησης είναι γρήγορη και η θερμοκρασία της διαδικασίας είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία τήξης, μειώνοντας αποτελεσματικά τα ελαττώματα στερεοποίησης. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή συγκόλληση τόξου, η συγκόλληση με τριβή δεν εγκυμονεί κινδύνους όπως σπινθήρες, φως τόξου ή επιβλαβή αέρια, καθιστώντας την πιο ευνοϊκή για την προστασία της περιβαλλοντικής υγείας και ασφάλειας.

Με τα τεχνικά χαρακτηριστικά υψηλής ποιότητας, αποτελεσματικότητας, εξοικονόμησης ενέργειας και ρύπανσης, η συγκόλληση τριβής εφαρμόζεται όλο και περισσότερο σε τομείς όπως η αεροδιαστημική, τα οχήματα πυρηνικής ενέργειας και η μηχανική κατασκευή. Έχει λάβει μεγάλη προσοχή από τις βιομηχανικές χώρες και έχει επενδύσει μεγάλο ποσό κεφαλαίων στην ανάπτυξη και εφαρμογή τεχνολογίας. Πιστεύεται ευρέως ότι η συγκόλληση με τριβή είναι μια αξιόπιστη, αναπαραγώγιμη και αξιόπιστη τεχνολογία συγκόλλησης.

Με την εξαιρετική απόδοση συγκόλλησης της συγκόλλησης με τριβή, αυτή η τεχνολογία μπορεί επίσης να ολοκληρώσει αποτελεσματικά διάφορες εργασίες επισκευής, όπως ρωγμές βασικών δομικών εξαρτημάτων, σφάλματα θέσης οπής λαμαρίνας, ελαττώματα χύτευσης, σβήσιμο ρωγμών και άλλα προβλήματα. Η συγκόλληση επισκευής βύσματος τριβής είναι μια διαδικασία συγκόλλησης στερεάς κατάστασης με γρήγορη ταχύτητα συγκόλλησης, μικρή ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και αντοχή επισκευής που φτάνει πάνω από το 90% της αντοχής του σώματος. Η διαδικασία επισκευής είναι πλήρως αυτοματοποιημένη, αξιόπιστη σε ποιότητα και τα συγκολλημένα εξαρτήματα πληρούν υψηλές προδιαγραφές χρήσης, μειώνοντας τις οικονομικές και προγραμματισμένες απώλειες υλικού και εξαρτημάτων.