Sudarea prin frecare

Majoritatea proceselor moderne de sudare se bazează pe furnizarea de căldură din exterior, de exemplu, datorită descărcării cu arc. Dar căldura poate fi generată direct în zona de sudare datorită frecării dintre părțile conectate.
Energia termică poate fi obținută prin rotirea unei părți, în timp ce cealaltă este staționară sau rotind în sens invers. Mai mult decât atât, piesele trebuie să fie presate simultan între ele cu o forță constantă sau în creștere de la început până la sfârșit. Procesul se încheie cu un pescaj și o oprire rapidă a părții rotative.
În comparație cu sudarea prin spate, un proces bazat pe frecare are o serie de avantaje operaționale:

• costuri energetice mult reduse;
• îmbinarea sudată este întotdeauna fiabilă, deoarece depinde numai de caracteristicile termofizice ale produselor sudate;
• pregătirea specială a îmbinării care nu este necesară este necesară, deoarece burla, rugina, grăsimea și grăsimea se ard sau sunt stoarse în grătare la începutul procesului;
• chiar încălcarea paralelismului pieselor până la unghiuri de 6 ± 1 grade nu afectează calitatea conexiunii;
• absența factorilor negativi sub forma radiațiilor ultraviolete și a emisiilor de gaze nocive;
• simplitatea echipamentelor tehnologice, ușor accesibilă pentru întreținerea, mecanizarea și automatizarea de rutină.

Procesul de sudare prin frecare pe un strung

Sudura cu bare de oțel

În mandrina și capetele mașinii, prindem pe o bară de metal, al cărei diametru ar trebui să fie mai mare de 3,5 mm, dar mai puțin de 200 mm. Pot fi atât oțel, aluminiu, cupru, bronz sau din diferite metale:

• oțel și aluminiu;
• oțel și cupru;
• aluminiu și bronz etc.

Combinațiile de materiale pot fi foarte diferite, nici măcar sudabile în mod obișnuit. Pentru sudarea prin frecare în acest sens, nu există restricții.
În cazul nostru, fixăm bara din cap cu ajutorul a trei șuruburi înșurubate în găurile cartușului, distanțate uniform în jurul circumferinței cu 120 de grade. Cu ajutorul lor, efectuăm alinierea în raport cu tijă fixată în cartuș prin strângerea sau slăbirea unuia sau altui șurub.
Aducem capătul până la capătul barelor la capăt și îl fixăm sau îl ținem cu mâna noastră pentru a crește forța de strângere în timpul procesului de sudare, care este necesar de tehnologia acestei metode de sudare.
Porniți mașina, în urma căreia toiagul fixat în mandrina mașinii începe să se rotească. În cazul nostru, tija fixată în cap este fixată, dar, în principiu, se poate roti în direcția opusă, ceea ce ar reduce timpul de procesare.
În curând vom vedea culori de decolorare care au început în punctul de contact al tijelor și se propagă de-a lungul lor în direcții opuse, ceea ce este un semn direct al încălzirii rapide a metalului ca urmare a frecării.
După un timp scurt, metalul din zona de contact se va lumina puternic și va începe să extrude sub forma unei formațiuni inelare dincolo de limitele dimensiunilor tijelor. În acest inel vor fi, de asemenea, o bară: scară, lubrifiant ars, incluziuni solide nemetalice etc.
În momentul strălucirii celei mai strălucitoare a punctului de contact, mașina trebuie oprită brusc pentru ca metalul să se așeze pe două tije. Mai mult, dacă piciorul nu a fost fixat, este necesar să creșteți treptat presiunea asupra acestuia pentru a compensa volumul metalului deplasat în zona de contact și pentru a obține o conexiune mai durabilă și de înaltă calitate.
După ce așteptați încetarea luminescenței (acesta este un semn al confiscării complete a metalului), puteți slăbi șuruburile de montare și îndepărtați capul. Acum rămâne doar să verificați calitatea sudării prin frecare.
Pentru a face acest lucru, porniți din nou mașina și găsiți o ușoară bătaie a tijei sudate - o consecință a alinierii inexacte la instalare la început. Acest defect este eliminat prin întoarcere împreună cu îndepărtarea burrului extrudat în zona de contact.
O canelură mai adâncă a metalului indică faptul că nu sunt vizibile caracteristici în zona de sudură a celor două tije. Se pare că acesta nu este locul de contact al celor două tije, ci corpul uneia dintre ele.
Efectuăm următorul control de calitate al sudării prin frecare. Prindem tijele conectate în acest fel într-un viciu și folosim discul de tocat în zona de contact pentru a realiza „raftul”, iar din nou suntem convinși de uniformitatea metalului, ceea ce indică și calitatea sudării.

Conexiune bolț

Sudarea prin frecare poate fi utilizată pentru a conecta șuruburile de producție în masă cu capetele. Procesul nu este diferit de procedeul cu tije: un șurub este fixat în mandrina mașinii, celălalt - capul.
Cu ajutorul acestora din urmă, șuruburile sunt puse în contact de către capete, iar mașina pornește. De asemenea, este necesară creșterea forței de strângere și prinderea momentului de sudare pentru a opri acționarea la timp.
Sudarea prin frecare poate conecta materiale pe care alte tipuri sunt greu de sudat sau deloc sudate: oțel și aluminiu, oțeluri austenitice și perlită. Cu ajutorul său, spațiile de plastic sunt de asemenea conectate cu ușurință.
Calculele și practica utilizării compusului de frecare demonstrează că această metodă este mai potrivită pentru piesele al căror diametru se situează în intervalul 6-100 mm. Tijele de sudare cu un diametru mai mare de 200 mm nu sunt profitabile din punct de vedere economic, deoarece procesul va necesita putere mare (0,5 mii kW) și forță axială (3 × 106 N). Nu va funcționa în acest fel pentru conectarea tijelor cu un diametru mai mic de 3,5 mm, datorită necesității de a asigura revoluții mari (200 rpm) și dificultății de determinare a momentului de acționare a unității.