Принцип на работа и области на приложение на фрикционното заваряване

В механичните производствени операции е обичайно металните повърхности на детайлите да се залепват и заваряват заедно поради топлина, генерирана от триене, като например при въртене на детайли на машинни инструменти. Чрез анализа на тези явления на адхезия и заваряване може да се разбере същността на заваряването с триене. Фрикционното заваряване е метод на заваряване, който използва топлината от триене и топлината от пластичната деформация, генерирана от триенето на контактната повърхност на детайла, за да повиши температурата в близост до интерфейса до температурен диапазон, близък до, но под точката на топене, което кара детайла да претърпи пластична деформация и тече под налягане. Това се постига чрез дифузия и рекристализация на интерфейсните молекули.

Има много методи за заваряване с триене и въз основа на траекторията на действието на триене и характеристиките на процеса, често срещаните в действителното производство включват заваряване с триене с непрекъснато задвижване, заваряване с триене при съхранение на енергия, заваряване с триене с контрол на фазите, заваряване с триене по инерция, заваряване с триене на коловози и заваряване с триене с разбъркване. Сред тях заваряването с триене с непрекъснато задвижване, заваряването с триене с фазов контрол, заваряването с триене по инерция и заваряването с триене на релси разчитат на относителното движение на триене между заварените части за генериране на топлинна енергия, които общо се наричат ​​традиционно заваряване с триене. Заваряване с триене с разбъркване, заваряване с вградено триене, заваряване с триене на трето тяло и заваряване с наслагване чрез триене са процеси на заваряване, които разчитат на топлината, генерирана от относителното движение на триене между разбъркващата глава и детайла.

Процесът на заваряване чрез триене може грубо да бъде разделен на четири етапа:

1. Преобразуването на механичната енергия на триене в топлинна енергия;

2. Пластично деформиране на материали;

3. Коване под налягане при термопластични условия;

4. Заключение на междумолекулна дифузионна рекристализация.

В сравнение с традиционното заваряване, заваряването с триене има по-ниска температура и консумация на енергия, като консумацията на електрическа енергия е едва 20% от тази при традиционното заваряване. Ефективно могат да се заваряват както еднакви, така и различни метали. И точността на заваряване е висока. Максималната грешка в общата дължина на предгоривната камера на дизелови двигатели, произведени чрез заваряване чрез триене, е ± 0,1 милиметра. Стабилното качество на заваряване и високата якост могат значително да удължат експлоатационния живот на продукта. Процесът на заваряване не е подходящ за никакви консумативи за заваряване и е чист, хигиеничен и без замърсяване. В същото време засегнатата от топлината зона е малка, скоростта на заваряване е бърза, а температурата на процеса е по-ниска от температурата на топене, което ефективно намалява дефектите на втвърдяване. За разлика от традиционното дъгово заваряване, заваряването чрез триене не създава опасности като искри, дъгова светлина или вредни газове, което го прави по-благоприятно за опазване на здравето и безопасността на околната среда.

Със своите висококачествени, ефективни, енергоспестяващи и незамърсяващи технически характеристики, фрикционното заваряване се прилага все повече в области като космическата промишленост, превозните средства с ядрена енергия и механичното производство. Той получи голямо внимание от индустриализираните страни и инвестира голямо количество средства в разработването и приложението на технологиите. Широко разпространено е мнението, че заваряването чрез триене е надеждна, възпроизводима и надеждна технология за заваряване.

С отличната заваръчна производителност на фрикционното заваряване, тази технология може също така ефективно да завърши различни ремонтни операции, като напукване на ключови структурни компоненти, грешки в позицията на отворите в ламарина, дефекти при леене, пукнатини при охлаждане и други проблеми. Ремонтното заваряване с фрикционна тапа е процес на заваряване в твърдо състояние с висока скорост на заваряване, малка зона на топлинно въздействие и якост на ремонта, достигаща над 90% от здравината на тялото. Процесът на ремонт е напълно автоматизиран, надежден по отношение на качеството, а заварените части отговарят на високите стандартни изисквания за употреба, намалявайки икономическите и планираните загуби на материал и бракуване на части.