Обзор сварки с помощью трения по инерции

Что такое инерционная сварка на трение?

Инерционная сварка трением - это процесс сварки в твердом состоянии, который соединяет материалы с помощью вращения и трения для получения тепла.и боковой силой для пластического смещения материала и слияния деталей вместе.

С момента своего раннего развития ROSCHEN стал предпочтительным методом сварки в ряде отраслей промышленности, начиная от автомобильной и аэрокосмической промышленности и заканчивая сельским хозяйством и бурением.для печати и упаковки.

Поскольку в последние несколько десятилетий технологии и автоматизация расширились, инерционная трениевая сварка продолжает оставаться одним из самых экономически эффективных методов обработки металлов.

Как работает инерционная трениевая сварка

Инерционная сварка трениемявляется вариацией сварки на трение, которая использует кинетическую энергию с применением боковой силы для соединения частей вместе.Кинетическая энергия достигается с помощью летящих колес, набора тяжелых колес, которые используются для хранения энергии вращения.

Количество требуемой кинетической энергии определяется двумя факторами: типом соединяемых материалов и геометрией сварки.

После того, как материал и геометрия известны, можно предварительно рассчитать количество кинетической энергии, которая потребуется для сварки.

Прогресс в технологиях и развитие процесса сварки облегчили понимание соотношения кинетической энергии/ротации, чтобы обнаружить и воспроизвести,в результате ускоряется время цикла и легко повторяется, что не встречается в традиционных методах сварки.

Шаг за шагом - инерционная трениевая сварка

1. Подготовка

Определить ключевые факторы сварки: масса летучего колеса, скорость вращения, сила боковой тяги.

2Ротация до контакта

Инерционная машина для сварки на трении похожа на обычный цех, за исключением того, что с одной стороны на маховике, имеющей специально определенную массу, прикреплен колёс.

Этот винт удерживает один компонент сварки, в то время как противоположный, не вращающийся винт (который движется по оси под гидравлическим давлением) удерживает другой.

Волновое колесо начнет быстро вращаться, добираясь до заранее заданной скорости и накапливая кинетическую энергию.

3Контакт и трение

После того, как летящее колесо достигает требуемой скорости и уровня кинетической энергии, двигатель шпинделя выключается и отключается (состояние свободного колеса).Не вращающийся гидравлический барабан заставит статический кусок в вращающейся части, вызывая чрезвычайное количество трения.

Это трение нагревает оба материала, смягчая сварные поверхности деталей (не плавится) до такой степени, что они способны связываться под значительным боковым давлением.

4Ускорение и сцепление

По мере сжатия деталей кинетическая энергия массы летучего колеса продолжает вращать компонент, нагревая металлический интерфейс, удаляя примеси или пустоты,и очищаем зерновую поверхность,.

Наука, лежащая в основе определения массы и скорости вращения, имеет решающее значение для создания очень сильной связи.и компоненты будут слишком горячиться и рисковать неравномерной или неэффективной связью (и потерей материала); выключите двигатель слишком рано и части не станут достаточно горячими, чтобы соединяться.

5Завершение и испытания

Когда маховик полностью останавливается, сварка завершена и процесс сварки завершен.Шаги 02-04 занимают от 15 до 45 секунд в зависимости от размера и состава материалов.(Для справки, если вы читаете со средней скоростью 300 слов в минуту, ролик мог быть изготовлен за меньшее время, чем для чтения шагов 02-04.)

 

Преимущества инерционной сварки на трении

Значительно сокращается время цикла

Трудно переоценить, насколько значительно сокращается время цикла с помощью процесса трения.

1. Машинно управляемый процесс

Факторы, которые являются ключевыми в регулировании сварки (скорость вращения, масса махового колеса и сила тяги) контролируются машиной, что приводит к минимальным (если таковые имеются) различиям между каждым продуктом,в отличие от процессов сварки MIG или TIG.

2- чрезвычайная последовательность и повторность

Как только эти факторы определены (быстрый процесс для опытных сварщиков), компонент может быть быстро воспроизведен с минимальными перерывами в процессе,создание крайней последовательности и повторяемости для почти любого проекта.

3Минимальная подготовка компонентов

A minimally prepared saw-cut surface is suitable for the inertia friction welding process because the displacement of plastic metal eliminates original surface conditions and expels any contaminants from the weld zone.

4Минимальная требуемая обработка после сварки

Техника инерциальной трения сварки производит почти чистые компоненты, которые требуют минимальной послеобороты.

5. В целом более быстрое время обработки

Проще говоря, процесс сварки с помощью инерционного трения просто не занимает много времени по сравнению с традиционными методами сварки или обработки.

Соединение различных металлов

Обычно большое расхождение между точками плавления двух различных металлов (например, нержавеющей стали и алюминия);Медь и сталь) сделают их невозможными для сварки с помощью традиционных методов, и потребует какого-то механического соединения.

Процесс сварки с помощью инерционного трения не требует плавления поверхностей, поэтому, когда рабочие части пластифицируются,сжатые вместе, а затем охлаждены (с соседним не нагретым металлом, действующим как теплоотводы), металлы образуют связь высокой целостности без легирования материала.

Возможность выбора различных металлов для компонента позволяет производителю исключить использование дорогих металлов в частях заготовки, которые не требуют такого металла.

Это не только снижает стоимость материалов процесса сварки, но и может помочь более эффективному использованию приложения, поскольку снижается нагрузка на более тяжелый материал.

Снижение затрат по сравнению с традиционной сваркой и станками с ЧПУ

Благодаря процессу инерциального трения сварки достигается значительная экономия как в рабочем времени, так и в затратах на материалы.

1Различные металлы создают экономию


 

Как уже упоминалось, возможность использования различных металлов может помочь производителям сэкономить на расходах на материалы, устранив необходимость использования дорогих металлов во всем компоненте.

2Снижение затрат на материалы, снижение затрат на обработку

Процесс требует меньшего количества сырья, чтобы достичь тех же порогов усталости и крутящего момента, что и части, сформированные другими методами.Это означает сокращение затрат на сырье и времени обработки после сварки для удаления лишнего материала..

3Минимальный отход

По сравнению с компонентами, изготовленными с помощью станка с ЧПУ, инерционная трение сварка отбрасывает мало или никакого материала,что позволяет производителю приобретать значительно меньше материалов для достижения того же объема производства.


 

4. Снижение операционных расходов

Снижаются затраты за счет исключения необходимости в газах, наполнителях и потоках, которые требуются при методах термоядерной сварки.Затраты на обработку также снижаются за счет снижения затрат на инструменты и повышения производительности.

Высокая целостность сварки

Инерционная сварка трением - это процесс сварки в твердом состоянии, который не допускает возможности пористости газа или включения шлаков.

Сварка трением создает 100% связь зоны соприкосновения, создавая соединения, которые по качеству равны кованым связям.Свойства сварки превосходят сварки, созданные с помощью традиционных синтетических процессов, например, сварка MIG или TIG.

В итоге этот процесс приводит к тому, что соединения становятся более прочными, чем материалы, из которых они были сделаны.

Количество не ограничено

Инерционная сварка трением является экономически эффективным решением для производства прототипов, небольших серий или больших, повторяющихся серий для текущих проектов.

Безопасность рабочих

Устранение опасного яркого света и распыливания расплавленного материала значительно снижает риск травм на полу.


 

Как наилучшим образом использовать сварку с помощью инерционного трения

Несмотря на то, что инерционная сварка трением является чрезвычайно полезным и экономически эффективным методом сварки металлов и других материалов, она не подходит для всех применений и имеет ряд ограничений:

• Материалы должны быть податливыми при высоких температурах
• Ограничения возникают при наличии хрупкой фазы в структуре (например, в таких материалах, как графит, сульфид марганца, свободный свинец или теллурий)
• Литовое железо исключено из списка свариваемых материалов
• Бронза и латунь исключаются из списка, если они имеют высокое содержание свинца (> 0,3%)
• Угловая ориентация сварных деталей не возможна в настоящее время
• Основной соединение должно быть задница сварка
• В общем, поверхность соединения по крайней мере на одной из частей должна быть по существу круглой.

Приложения, которые выигрывают от инерциальной трения сварки

1Производство роликов

 

Процесс сварки с помощью инерционного трения сокращает затраты и время цикла для производителей, которые полагаются на промышленных роликов.

• Нип-роллеры: Нип-роллеры - это двигательные ролики, используемые для сжатия двух или более листов вместе, образуя ламинированный продукт.и выжимает пузыри или пузыри.
• Прокатные ролики: на печатном станке с листовкой прокатный ролик - это один из резиновых колес, который переносит лист бумаги с стола на стойку к креплениям.
• Ролики для передачи тепла: Ролики для передачи тепла обеспечивают контроль температуры путем циркуляции нагретой или охлажденной жидкости через катушки под внешней оболочкой ролика.Жидкость охлаждает или нагревает поверхность ролика до желаемой температуры для применения.
• Конвейерные валы
• Фьюзерные/нагнетательные ролики
  
  
  
  
  
   

  2Бурение и добыча полезных ископаемых

  Прочитайте тематическое исследование использования сварки с помощью инертного трения для создания буровых стержней для компании в горнодобывающей промышленности природного газа

• Сверление нефти
• Бурение природного газа
• Бурение скважин для воды

• 3Аэрокосмические компоненты, требующие высокопрочных металлов

  4. Пневматические давляющие агрегаты

  Сварное оборудование и возможности размеров в Pierce Industries
  
  
  
  
  
   

  Создавайте эффективные условия для работы
   

  Начните разговор с инженером из Pierce Industries, задавайте вопросы, получайте ответы и начинайте экономить деньги для своей организации
  
  roschen@roschen.com www.roschen.com