Termisk energi kan opnås ved at dreje den ene del, mens den anden er stationær, eller ved at rotere i den modsatte retning. Desuden skal delene samtidig presses mod hinanden med en konstant eller stigende kraft fra start til slut. Processen ender med omvæltning og hurtig standsning af den roterende del.
I sammenligning f.eks. med elektrisk stødsvejsning har processen baseret på friktion en række operationelle fordele:
- energiomkostningerne reduceres kraftigt;
- den svejste samling er altid pålidelig, da den kun afhænger af de termofysiske egenskaber ved de produkter, der svejses;
- ingen speciel forberedelse er nødvendig for at samle samlingen, da kalk, rust, fedt og fedt brænder ud eller presses ud i et lyn i begyndelsen af processen;
- kvaliteten af forbindelsen påvirkes ikke selv ved krænkelse af arbejdsemnernes parallelitet op til vinkler på 6±1 grader;
- fravær af negative faktorer i form af ultraviolet stråling og skadelige gasemissioner;
- enkelhed af teknologisk udstyr, let tilgængelig for rutinemæssig vedligeholdelse, mekanisering og automatisering.
Friktionssvejseproces på en drejebænk
Svejsning af stålstænger
I maskinens chuck og headstock klemmer vi en metalstang, hvis diameter skal være mere end 3,5 mm, men mindre end 200 mm. De kan være både stål, aluminium, kobber, bronze eller forskellige metaller:
- stål og aluminium;
- stål og kobber;
- aluminium og bronze mv.
Kombinationer af materialer kan være meget forskellige, også dem der ikke kan svejses på sædvanlig måde. Der er ingen begrænsninger i denne henseende for friktionssvejsning.
I vores tilfælde fastgør vi stangen i hovedstammen ved hjælp af tre bolte skruet ind i hullerne på patronen, jævnt fordelt rundt om omkredsen ved 120 grader. Med deres hjælp udfører vi justering i forhold til stangen fastspændt i patronen ved at stramme eller løsne en eller anden bolt.
Vi bringer hovedstammen, indtil stængerne stopper ende mod ende, og fastgør den eller holder den i hånden for at øge spændekraften under svejseprocessen, hvilket kræves af denne svejsemetodes teknologi.
Vi tænder for maskinen, som et resultat af hvilken stangen, der er fastspændt i maskinens chuck, begynder at rotere. I vores tilfælde er stangen, der er fastgjort i hovedstammen, ubevægelig, men i princippet kan den rotere i den modsatte retning, hvilket ville reducere procestiden.
Vi vil snart se plettede farver, der starter ved stængernes kontaktpunkt og spreder sig langs dem i modsatte retninger, hvilket er et direkte tegn på metallets hurtige opvarmning som følge af friktion.
Efter endnu en kort tid vil metallet i kontaktzonen lyse klart og begynde at blive presset ud i form af en ringformation ud over stængernes dimensioner.Denne ring vil også indeholde grater: skæl, uforbrændt fedt, solide ikke-metalliske indeslutninger osv.
I det øjeblik, hvor det skarpeste glød ved kontaktpunktet, skal maskinen slukkes skarpt, så metallet i de to stænger sætter sig. På samme tid, hvis hovedstammen ikke er blevet sikret, er det nødvendigt gradvist at øge trykket på det for at kompensere for mængden af forskudt metal i kontaktzonen og opnå en stærkere forbindelse af højere kvalitet.
Efter at have ventet, indtil gløden stopper (og dette er et tegn på, at metallet har sat sig helt), kan du løsne fastgørelsesboltene og fjerne hovedstammen. Nu er der kun tilbage at kontrollere kvaliteten af friktionssvejsning.
For at gøre dette skal du tænde for maskinen igen og registrere et lille udløb af den svejste stang - en konsekvens af unøjagtig justering under installationen i begyndelsen. Denne defekt kan elimineres ved at dreje og fjerne den ekstruderede grat i kontaktområdet.
En dybere penetration af metallet viser, at der ikke er synlige træk i svejseområdet af de to stænger. Det ser ud til, at dette ikke er kontaktpunktet mellem to stænger, men kroppen af en af dem.
Vi udfører følgende kvalitetskontrol af friktionssvejsning. Vi klemmer stængerne forbundet på denne måde i en skruestik og bruger en kværnskive til at skabe en "hylde" i kontaktzonen, og igen er vi overbevist om metallets homogenitet, hvilket også indikerer kvaliteten af svejsningen.
Boltforbindelse
Friktionssvejsning kan bruges til at samle masseproducerede hoveder og bolte. Processen adskiller sig ikke fra processen med stænger: Den ene bolt er klemt ind i maskinpatronen, den anden i hovedstammen.
Ved hjælp af sidstnævnte bringes boltene i kontakt med hovederne, og maskinen startes. Det er også nødvendigt at øge spændekraften og fange svejsemomentet for at slukke for drevet i tide.
Friktionssvejsning kan bruges til at sammenføje materialer, der er svære eller umulige at svejse med andre typer: stål og aluminium, austenitiske stål og perlitiske. Den kan også bruges til nemt at samle plastemner.
Beregninger og praksis med friktionssammenføjning viser, at denne metode er bedre egnet til emner, hvis diameter ligger i området 6-100 mm. Svejsestænger med en diameter større end 200 mm er ikke økonomisk rentabel, da processen vil kræve mere effekt (0,5 tusind kW) og aksial kraft (3 × 106 N). Det vil ikke være muligt at forbinde stænger med en diameter på mindre end 3,5 mm ved hjælp af denne metode på grund af behovet for at levere høje hastigheder (200 rpm) og vanskeligheden ved at bestemme, hvornår drevet skal slukkes.
