اصل کار و زمینه های کاربرد جوشکاری اصطکاکی

در عملیات ساخت مکانیکی، معمولاً سطوح فلزی قطعات کار به دلیل گرمای ایجاد شده در اثر اصطکاک، مانند هنگام چرخاندن قطعات بر روی ماشین ابزار، به یکدیگر چسبیده و جوش می‌شوند. از طریق تجزیه و تحلیل این پدیده های چسبندگی و جوشکاری، می توان جوهر جوشکاری اصطکاکی را درک کرد. جوشکاری اصطکاکی یک روش جوشکاری است که از گرمای اصطکاکی و گرمای تغییر شکل پلاستیک تولید شده توسط اصطکاک سطح تماس قطعه کار برای بالا بردن دمای نزدیک سطح مشترک تا محدوده دمایی نزدیک اما زیر نقطه ذوب استفاده می کند و باعث می شود قطعه کار دچار تغییر شکل پلاستیک شود. و تحت فشار جریان می یابد. این از طریق انتشار و تبلور مجدد مولکول های رابط به دست می آید.

روش‌های زیادی برای جوشکاری اصطکاکی وجود دارد و بر اساس مسیر عمل اصطکاکی و ویژگی‌های فرآیند، روش‌های رایج در تولید واقعی عبارتند از: جوشکاری اصطکاکی پیوسته، جوشکاری اصطکاکی ذخیره انرژی، جوشکاری اصطکاکی کنترل فاز، جوشکاری اصطکاکی اینرسی، جوشکاری اصطکاکی مسیری و جوشکاری اصطکاکی هم بزنید. در میان آنها، جوشکاری اصطکاکی درایو پیوسته، جوشکاری اصطکاکی کنترل فاز، جوشکاری اصطکاکی اینرسی و جوشکاری اصطکاکی ریلی برای تولید انرژی گرمایی به حرکت اصطکاک نسبی بین قطعات جوش داده شده متکی هستند که در مجموع به آنها جوشکاری اصطکاکی سنتی گفته می شود. جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی، جوشکاری اصطکاکی تعبیه شده، جوشکاری اصطکاکی بدنه سوم و جوشکاری پوششی اصطکاکی فرآیندهای جوشکاری هستند که به گرمای تولید شده توسط حرکت اصطکاکی نسبی بین سر همزن و قطعه کار متکی هستند.

فرآیند جوشکاری اصطکاکی را می توان تقریباً به چهار مرحله تقسیم کرد:

1. تبدیل انرژی مکانیکی اصطکاکی به انرژی حرارتی.

2. تغییر شکل پلاستیک مواد.

3. فشار آهنگری تحت شرایط ترموپلاستیک.

4. نتیجه گیری از جوشکاری تبلور مجدد با انتشار بین مولکولی.

در مقایسه با جوشکاری سنتی، جوشکاری اصطکاکی دارای دما و مصرف انرژی کمتری است و مصرف انرژی الکتریکی به اندازه 20 درصد از جوشکاری سنتی کمتر است. فلزات یکسان و متفاوت را می توان به طور موثر جوش داد. و دقت جوش بالاست. حداکثر خطا در طول کل محفظه پیش احتراق موتورهای دیزلی تولید شده توسط جوش اصطکاکی 0.1 ± میلی متر است. کیفیت جوش پایدار و استحکام بالا می تواند عمر مفید محصول را تا حد زیادی افزایش دهد. فرآیند جوشکاری برای هیچ گونه مواد مصرفی جوشکاری مناسب نیست و تمیز، بهداشتی و بدون آلودگی است. در عین حال، منطقه تحت تأثیر گرما کوچک است، سرعت جوشکاری سریع است و دمای فرآیند کمتر از دمای ذوب است و به طور موثر نقص انجماد را کاهش می دهد. برخلاف جوشکاری قوس الکتریکی سنتی، جوشکاری اصطکاکی هیچ خطری مانند جرقه، نور قوس الکتریکی یا گازهای مضر ایجاد نمی کند و باعث می شود که برای حفظ سلامت و ایمنی محیط زیست مفیدتر باشد.

جوشکاری اصطکاکی با ویژگی‌های فنی باکیفیت، کارآمد، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و بدون آلودگی، به طور فزاینده‌ای در زمینه‌هایی مانند هوافضا، وسایل نقلیه انرژی هسته‌ای و ساخت مکانیکی استفاده می‌شود. این کشور توجه زیادی را از سوی کشورهای صنعتی به خود جلب کرده است و سرمایه زیادی را در توسعه و کاربرد فناوری سرمایه گذاری کرده است. باور عمومی بر این است که جوشکاری اصطکاکی یک فناوری جوشکاری قابل اعتماد، تکرارپذیر و قابل اعتماد است.

با عملکرد عالی جوشکاری جوشکاری اصطکاکی، این فناوری همچنین می تواند به طور موثر عملیات تعمیرات مختلف مانند ترک خوردگی اجزای ساختاری کلیدی، خطاهای موقعیت سوراخ ورق فلزی، عیوب ریخته گری، رفع ترک ها و سایر مشکلات را تکمیل کند. جوشکاری تعمیر پلاگ اصطکاکی یک فرآیند جوشکاری حالت جامد با سرعت جوش سریع، ناحیه تحت تاثیر حرارت کوچک و استحکام تعمیر به بیش از 90 درصد استحکام بدنه است. فرآیند تعمیر کاملاً خودکار و از نظر کیفیت قابل اعتماد است و قطعات جوش داده شده الزامات استفاده استاندارد بالایی را برآورده می‌کنند و تلفات اقتصادی و برنامه‌ریزی مواد و ریزش قطعات را کاهش می‌دهند.