To je varjenje s trenjem!
Spoznajmo se danes!
Tehnologijo varjenja s trenjem in mešanjem je izumil British Welding Institute (TWI) leta 1991. Naslednje leto je zaprosil za patent za izum v Združenem kraljestvu in zaprosil tudi za patentno zaščito v različnih državah po svetu. Od patentne zaščite in razkritja se tehnologija tornega mešalnega varjenja vse pogosteje uporablja najprej in predvsem na področju lahkih kovinskih konstrukcij, kot so aluminijeve zlitine in magnezijeve zlitine. Dosegel je tudi določen razvoj na področju materialov z visokim tališčem.
Poleg prednosti navadne frikcijske tehnologije varjenja lahko torno mešalno varjenje povežemo tudi v različnih oblikah spojev in različnih položajih varjenja. Norveška je postavila prvo komercialno torno mešalno varilno opremo na svetu, ki lahko vari aluminijaste ladijske plošče debeline 3-15 mm in velikosti 6×16; leta 1998 je vesoljski in obrambni laboratorij družbe Boeing v Združenih državah uvedel tehnologijo varjenja s trenjem in mešanjem, pri čemer uporablja Uporablja se za varjenje nekaterih komponent rakete; McDonnell Douglas uporablja to tehnologijo tudi za izdelavo rezervoarjev za gorivo za svojo nosilno raketo Delta.
Metoda varjenja s trenjem in mešanjem je enaka običajnemu varjenju s trenjem. Varjenje s trenjem in mešanjem uporablja tudi toploto trenja in toploto plastične deformacije kot vira toplote pri varjenju. Razlika je v tem, da se pri varjenju s trenjem in mešanjem v spoj obdelovanca vstavi valj ali druga oblikovana mešalna igla (kot je valj z navojem), ki zaradi visoke hitrosti vrtenja varilne glave drgne ob obdelovanec. material za varjenje obdelovanca. Zaradi tega se temperatura materiala na spoju poveča in zmehča. Hkrati se na material nanese trenje med mešanjem za dokončanje varjenja. Postopek varjenja je prikazan na sliki "Shema tornega mešalnega varjenja". Med postopkom varjenja mora biti obdelovanec togo pritrjen na podlago, rob varilne glave se vrti z veliko hitrostjo, šiv vzdolž roba obdelovanca pa se premika glede na obdelovanec. Štrleči del varilne glave sega v material za trenje in mešanje. Rame varilne glave drgnejo ob površino obdelovanca, da ustvarijo toploto in se uporabljajo za preprečevanje prelivanja plastičnega materiala, hkrati pa lahko odstranijo površinski oksidni film.
Med postopkom varjenja se mešalna igla med vrtenjem razširi v spoj obdelovanca. Torna toplota med vrtečo se mešalno glavo (predvsem ramo gredi) in obdelovancem povzroči, da se material pred varilno glavo močno plastično deformira, nato pa se med premikanjem varilne glave zelo plastično deformiran material postopoma odlaga za mešalno glavo. , ki tvori trenje mešanje varilni šiv. Varjenje s trenjem in mešanjem nima visokih zahtev glede opreme. Najosnovnejši zahtevi sta rotacijsko gibanje varilne glave in relativno gibanje obdelovanca. Tudi rezkalni stroj zlahka izpolni zahteve za čelno varjenje majhnih ravnih plošč. Vendar pa je togost varilne opreme in napeljav izjemno pomembna. Mešalna glava je običajno izdelana iz orodnega jekla, dolžina varilne glave pa je običajno nekoliko krajša od zahtevane globine varjenja. Upoštevati je treba, da se torno mešalni zvar konča z luknjo na končnem koncu. Običajno je ključavnico mogoče odrezati ali zapreti z drugimi metodami varjenja. Kot odgovor na problem ključavnice je bila uspešno razvita teleskopska mešalna glava, ki po varjenju ne bo zapustila varilne ključavnice.
aplikacija
Med postopkom varjenja ni potrebe po drugih dodatkih za varjenje, kot so varilne palice, varilne žice, talila in zaščitni plini. Edina stvar, ki se porabi, je varilni mešalnik.
Varjenje s trenjem in mešanjem se uspešno uporablja pri povezovanju barvnih kovin. Vendar pa je zaradi omejitev značilnosti metode varjenja omejena na varjenje enostavnih konstrukcijskih komponent, kot so ravne strukture ali cilindrične strukture, obdelovanec pa mora imeti dobro podporo ali oblazinjenje. Načeloma se lahko varjenje s trenjem in mešanjem uporablja za varjenje v različnih položajih, kot je ravno varjenje, navpično varjenje, varjenje nad glavo in varjenje navzdol; lahko dokonča različne oblike varilnih spojev, kot so sočelni spoji, kotni spoji in prekrivni spoji ter celo strukture z različnimi debelinami. Povezava z večslojnimi materiali se lahko izvede tudi za varjenje raznovrstnih kovinskih materialov.
Poleg tega varjenje s trenjem in mešanjem kot metoda varjenja v trdni fazi povzroča malo onesnaževanja okolja pred in med varjenjem. Obdelovanec ne zahteva strogih zahtev za čiščenje in pripravo površine pred varjenjem. Trenje in mešanje med postopkom varjenja lahko odstranita oksidni film na površini zvara, med postopkom varjenja pa ni dima ali brizganja. Hkrati je hrup nizek. Ker je varjenje s trenjem in mešanjem odvisno samo od vrtenja in gibanja varilne glave za postopno varjenje celotnega zvara, je bolj varčno z energijo kot varjenje s taljenjem ali celo običajno torno varjenje.
Ker je dovod toplote med varjenjem s trenjem in mešanjem manjši kot pri talilnem varjenju, na spoju ne pride do taljenja kovine. To je postopek varjenja v trdnem stanju, ki ohranja metalurške lastnosti osnovne kovine v zlitini in lahko vari kompozitne materiale s kovinsko matriko ter se hitro strdi. Materiali, ki lahko povzročijo neželene reakcije pri uporabi za talilno varjenje.
Glavne industrijske panoge so vesoljska, obrambna industrija, ladjedelništvo, železnice in avtoceste, avtomobilska industrija in elektronska industrija.
