Что такое сварка для явка трений

Сварка трения^[1](FSW) - это универсальная техника сварки, которая использует тепло, генерируемое трениями между вращающимся сварным инструментом и заготовкой для локальной пластификации сварного материала.Когда инструмент перемещается вдоль сварки, пластифицированный материал вытекает от передней части инструмента к задней части, образуя компактный твердофазный сварное швы под экструзией инструмента.

FSW способен считать толстые материалы, такие как алюминий, сталь и титан, за один проход, не вызывая высокого уровня теплового напряжения, что делает его особенно подходящим для промышленности, требующих прочных, прочных сварных швов, таких как аэрокосмическое и автомобильное производство.

[^1]: Определение FSW научным исследователем

Кто изобрел сварку трения?

Сварка трений (FSW) была изобретена Институтом сварки (TWI) в 1991 году, в основном разработанного профессором Уэйном Томасом и его командой.Разработка этой технологии была обусловлена ​​растущим спросом в аэрокосмической и автомобильной промышленности для сварки высокопрочных материалов, таких как алюминиевые сплавы, которые были подвержены дефектам, таким как пористость и растрескивание при сварке с использованием обычных методов. FSW решил эти проблемы, используя высокоскоростный вращающийся сварки инструмента для генерации тепла трения, который смягчает материал, не плавив его, что позволяет устроить сварку твердого состояния.

История развития

•  В начале 1990 -х годов: Технология FSW была разработана и первоначально применялась к сварке алюминиевого сплава, особенно приобретает широкое использование в аэрокосмической промышленности.
•  1997: НАСА приняло технологию FSW в производстве внешнего топливного бака космического челнока, демонстрируя свои возможности для критических аэрокосмических применений.
•  2000s: Технология FSW расширилась в автомобильную промышленность, особенно в сварке легких деталей кузова алюминиевого сплава, что привело к значительным достижениям в этой области.
•  2010s: Благодаря улучшениям в разработке инструментов, управлении процессами и технологией автоматизации, FSW видела более широкое применение, особенно в условиях крупных производственных средств.
•  

Как работают сварки и процессы сварки и процессы?

Сварка^[1]Используя тепло, полученное от трения между вращающимся инструментом и сварным материалом. Процесс включает в себя несколько ключевых компонентов:

Сварочный инструмент лежит в основе процесса FSW. Он состоит из двух ключевых компонентов: вращающегося штифта и плеча.

Пын обычно является цилиндрическим или резьбовым, и он является частью инструмента, которая вставляется непосредственно в материал для сварки. Плечо, которое окружает штифт, помогает генерировать дополнительное тепло через трение, когда оно вступает в контакт с поверхностью материала.

• -Приколоть: PIN -код отвечает за создание механического перемешивания, необходимого для смешивания материала в соединении. Это также генерирует значительное количество тепла на границе раздела между соединенными материалами. Конструкция PIN -кода может варьироваться в зависимости от применения сварки. В некоторых случаях он может быть резко зарезан для увеличения тепла и потока на трение.

• -Плечо: Плечо играет важную роль в распространении тепла и обеспечении дополнительного трения. Когда инструмент вращается, плечо втирается на поверхность заготовки, гарантируя, что материал в суставе сохраняется достаточно мягким для смешивания, не вызывая плавления.

Эти инструменты, как правило, изготовлены из прочных высокопрочных материалов, таких как инструментальная сталь или вольфрама, чтобы противостоять интенсивному трениям и тепло, генерируемому во время процесса.

2. Тепловое образование

 

Ключом к FSW является тепло, генерируемое трением между вращающимся штифтом и материалом заготовки. По мере того, как инструмент вращается на высоких скоростях, на границе инструмента и материала производится тепло, которое производится.

Это тепло концентрируется в непосредственной близости от инструмента, повышая температуру материала до точки, где он становится пластифицированным, но не тает.

Это важное отличие от традиционных методов сварки. В то время как большинство сварных методов полагаются на таяние материалов, чтобы присоединиться к ним, FSW работает в твердом процессе. Материалы никогда не достигают своей температуры плавления, что сводит к минимуму риск дефектов, таких как пористость, трещины и усадка, которые распространены в традиционных расплавленных сварных швах.

В большинстве приложений FSW материал нагревается до температуры от 60% до 90% от его температуры плавления, в зависимости от сварного материала. Это гарантирует, что материал остается твердым, но становится достаточно податливым, чтобы течь и связываться.

3. Материал поток

Как только материал достигает желаемой пластичности, вращающийся инструмент движется вперед вдоль швадного соединения. По мере продвижения инструмента размягченный материал отталкивается с передней части штифта к задней части, создавая поток материала, который заполняет соединение. Это движение материала необходимо для процесса сварки, потому что оно помогает «перемешать» заготовки вместе, гарантируя, что они равномерно смешаны на молекулярном уровне.

•  Спереди к задней части: Материал рядом с штифтом инструмента смягчается трением и перемешивается по мере движения инструмента. Это позволяет материалу течь к задней части инструмента. Непрерывное движение гарантирует, что сустав тщательно смешан и консолидируется, создавая равномерный сварка.

•  Затвердевание: По мере того, как инструмент продолжает двигаться, материал за штифтом начинает остывать и затвердеть, образуя прочную связь. Затронутая тепловой зоной (HAC) сварного шва, расположенной по обе стороны шваровного сустава, испытывает минимальные изменения в микроструктуре, что приводит к сварному шва, свободному от общих дефектов, связанных с методами расплавленной сварки.

•  

[^1]: Узнайте о техническом процессе в сварке трения, который отличает его от традиционных методов сварки.

Ваш поставщик радиатора, достойного доверия в Китае

Если вы хотите проконсультироваться с нашим профессиональным инженером по поводу вашего требования к тепловым решениям, любезно отправили нам ваш запрос нам, мы свяжемся с вами в течение одного дня бизнеса.

Отправить запрос сейчас

Преимущества и недостатки сварки трения.

Преимущества FSW

Сварка трения предлагает многочисленные преимущества, особенно при сварке, таких как алюминий, титан и некоторые стали. Вот некоторые ключевые преимущества:

•  Минимальная зона, затронутая теплом (HAZ)^[1]: Процесс генерирует более низкое тепло по сравнению с обычной сваркой, что означает, что микроструктура в зоне затронутой тепла (HAZ) остается в значительной степени неизменной.
•  Низкий остаточный стресс^[2]: Поскольку материал не подвергается высоким температурам и быстрому охлаждению, существует минимальное остаточное напряжение, снижая шансы на искажение или растрескивание.
•  Материал наполнителя не требуется: В отличие от традиционной сварки, FSW не требует каких -либо заполнителей, снижения затрат на материал и отходов.
•  Нет защитного газа: FSW не требует внешнего экранирующего газа, дальнейшего снижения затрат и упрощения процесса сварки.
•  Сварные швы разнородные материалы: FSW можно использовать для сварки разнородных материалов, что часто является проблемой в обычных методах сварки. Это особенно полезно для соединения материалов, которые склонны к растрескиванию при сварке традиционными методами.
•  

Недостатки FSW

Хотя FSW предлагает много преимуществ, есть также несколько проблем, которые необходимо учитывать при использовании этой техники:

•  Жесткость оборудования: Заготовки должны быть надежно фиксированы на месте во время процесса, чтобы предотвратить любое движение, которое может повлиять на качество сварного шва.
•  Формирование замочной скважины: В конце сварного шва часто образуется замочная скважина, которая может потребовать дополнительной сварки или герметизации.
•  Ограниченный выбор материалов: Дизайн инструмента и параметры процесса часто ограничиваются конкретными сплавами. FSW может не быть идеальным для определенных материалов без дальнейших исследований или модификации инструментов и методов.
•  Скорость сварки: В некоторых случаях скорость сварки медленнее по сравнению с другими методами сварки, особенно при сварке более толстых пластин или больших площадей за один проход.
•  Износ инструмента: Сварочный инструмент может быстро изнашиваться из -за вовлеченного трения, что приводит к более высоким затратам на техническое обслуживание.
•  

[^1]: Понимание того, что такое минимальная зона, затронутая теплом, в FSW
[^2]: понимание того, что такое остаточный стресс

В чем разница между сваркой трения и сварки трения?

Сварка трения и сварка трения-это твердотельные процессы, которые используют тепло, генерируемое трением для соединения материалов. Однако между этими двумя методами существуют ключевые различия:

01

Сварка трений (FW)

При сварке трения два заготовки вращаются друг против друга под давлением, пока они не генерируют достаточно тепла, чтобы присоединиться. Материал нагревается до расплавленного состояния, заставляя его слиться. Процесс обычно используется для соединения цилиндрических деталей.

02

Сварка трения (FSW)

FSW использует вращающийся инструмент, чтобы перемешать материал, не заставляя его таять. Он используется для объединения материалов в твердом состоянии, что приводит к лучшим механическим свойствам и более тонкой структуре зерна. FSW является более универсальным и подходит для присоединения к более крупным или более сложным заготовкам.

Заключение

Сварка Friction Shreat-это продвинутая и эффективная сварка, которая обеспечивает высококачественные, долговечные сварки, что делает его идеальным для таких отраслей, как аэрокосмическая, автомобильная и судостроительная. Несмотря на то, что он имеет некоторые ограничения, его преимущества, включая низкое остаточное напряжение и способность сдавать жесткие материалы, делают его надежным решением. По мере развития технологий, ожидается, что приложения FSW будут расти, становясь ключевым методом в будущем производстве.