جوش اصطکاکی

اطلاعات کلی

جوش اصطکاکی یکی از روش ‌های موثر جوشکاری غیر ذوبی است که در آن، اتصال قطعات از طریق اصطکاک و فشار حرارتی به دست می ‌آید. در این فرآیند، بدون ذوب فلز، با تولید حرارت و فشار، اتصال بین قطعات ایجاد می ‌شود. جوش اصطکاکی، به ویژه وقتی که دما و فشار به میزان مناسب تنظیم شود، به خوبی اتصال‌ های محکم و پایداری را بین قطعات ایجاد می ‌کند. اگرچه در برخی موارد ممکن است به دلیل شرایط خاص، ذوب فلزی رخ دهد، اما به دلیل توزیع مواد و فشار های متناسب، این ذوب به صورت ناگهانی و در نقاط محدودی اتفاق می ‌افتد.

در دنیای جوشکاری، جوش اصطکاکی به دو دسته اصلی، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و دورانی تقسیم می ‌شود. هر یک از این روش ‌ها به دلیل کاربرد های منحصر به فرد خود، نیاز به تجهیزات و تکنیک‌ های خاصی دارند. برای داشتن نتایج مطلوب و ایمن در جوش اصطکاکی، تخصص، آموزش مناسب، و استفاده از تجهیزات با کیفیت بالا ضروری است.

این نوع جوشکاری به دلیل اینکه کاردبردهای زیاد و متفاوتی دارند، نیازمند تسلط و ابزارهای مناسبی هستند. در حقیقت نیاز به تخصص و ابزار مناسب را می‌توان در زمینه‌های مختلف جوشکاری مشاهده کرد.

تاریخچه جوش اصطکاکی

جوشکاری اصطکاکی اولین بار در قرن پانزدهم توسط بوینگتون J.H.Bevington ابداع شد. وی یک ماشینکار بود که از این روش اولین بار برای ترمیم لوله های فلزی استفاده کرد. این روش از جوشکاری در قرن بیستم توسط افراد مختلفی توسعه و گسترش یافت و مدل های مختلفی به آن افزوده شد. در اواسط قرن بیستم محققان امریکایی این نوع از جوشکاری را با ابداع روش اینرسی توسعه دادند. در حال حاضر جوشکاری اصطحکاکی مدل های مختلفی دارد و هر کدام از آنها در صنایع مختلف کاربرد های متنوعی دارند.

انواع جوش اصطکاکی

جوشکاری اصطکاکی انواع مختلفی دارد که در هر کدام از آنها عملیات و فرایند اتصال و جوش متفاوت است. با توجه به اینکه در جوش اصطکاکی اتصال از طریق گرما و فشار ایجاد می شود در هر کدام از انواع جوشکاری های اصطحکاکی، نوع اتصال متفاوت است و میزان فشار نیز فرق دارد. در ادامه انواع جوشکاری با اصطکاک را بطور جامع بیان می کنیم و به کاربرد هر کدام از آنها نیز اشاره می کنیم.

• اغتشاشی

• چرخشی یا دوروانی

• خطی

• اختلاطی

• اغتشاشی نقطه ای

• ارتعاشی

کاربردجوش اصطکاکی

کشتی سازی:

برای ساخت بدنه های کشتی از پنل های آلومینیومی، جوشکاری با اصطکاک اغتشاشی کاربرد گسترده ای دارد که پیش از این روش نیز برای ساخت قایق ها  استفاده می شده است.

هوافضا:

در این روش برای ساخت مخازن، جهت ذخیره کردن اکسیژن استفاده می شود. علاوه بر این در اتصال دادن بدنه هواپیما نیز مورد استفاده قرار می گیرد، به این دلیل که این روش جوشکاری از پرچ کردن سبک تر است.

خودرو سازی:

آلومینیوم از مواد اصلی در ساخت قطعات خودرو است. از روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی برای ساخت شاسی خودرو استفاده می شود.

صنایع الکترونیک:

برای انتقال جریان های برق در مدار های الکتریکی از این روش جوشکاری استفاده می شود و فلزاتی که در این روش به یکدیگر جوش داده می شوند آلومینیوم و مس هستند.

از دیگر مواردی که جوشکاری اصطحکاکی در آنها کاربرد دارد می توان به صنایع شیمیایی، اتصال های خط لوله، تهویه هوا، مبدل های حرارتی و … اشاره کرد.

جهت دریافت اطلاعات بیشتربه سایت Taksaan.ir مراجغه نمایید.

مزایای جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

از آنجایی که در این روش جوشکاری برای ایجاد اتصال، ذوب اتفاق نمی‌افتد، عیوب جوشکاری مربوط به ذوب نیز در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی یا جامد وجود نخواهند داشت. نکته بسیار مهم اینکه در این روش جوشکاری، سرعت انجام کار بسیار بالا است. جوشکاری اصطحکاکی اغتشاشی، در مقایسه با سایر روش‌های جوشکاری، مانند جوش اصطکاکی چرخشی یا دورانی، مصرف انرژی پایین‌تری دارد.

در فرآیند جوشکاری اصطحکاکی اغتشاشی نیازی به استفاده از فلزهای پرکننده و مواد مصرفی دیگر مانند الکترود و سیم جوش نیست. همین هزینه می‌تواند هزینه های فرد تعمیرکار را کاهش دهد. هزینه‌ای که با توجه به افزایش قیمت ابزار زیاد خواهد بود.

همچنین اتصالات ایجاد شده توسط جوش اصطکاکی اغتشاشی، کیفیت، استحکام و مقاوت بسیار بالایی دارند.

پس از انجام عملیات جوشکاری، نیازی به تمیزکاری قطعات استفاده شده نخواهد بود. در ادامه این مطلب به معرفی جوشکاری اصطکاکی چرخشی یا جوشکاری اصطحکاکی دورانی خواهیم پرداخت.

در ادامه به برخی از ویژگی های جوش اصطکاکی اغتشاشی اشاره می کنیم:

1. جوش بدون درز

2. قابلیت جوش فلزات غیر مشابه

3. پروسه جوشکاری اتوماتیک

4. مناسب با محیط زیست و عدم آلودگی محیط

معایب و محدودیت در جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

جوشکاری در این روش نیز مانند روش های دیگر دارای معایبی می باشد و به طور کلی معایب جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مربوط به کارکرد آن است. برای مثال در روش جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلومنیوم نمی توان دمای بالایی را به وجود آورد و یا اینکه سایش بیش از حد بین قطعات ایجاد کرد. از جوشکاری در این روش نمی توان برای اتصال دادن فولاد های ضخیم استفاده کرد و تنها کاربرد آن برای فلزات در ضخامت پایین است.

دیگر معایبی که می توان برای این نوع جوشکاری در نظر گرفت موارد زیر است:

• ایجاد حفره در سطح

• هزینه نصب نسبتا بالا

• انعطاف کمتر در مقایسه با جوشکاری قوسی

• سرعت کمتر در مقایسه با دیگر روش ها

محدودیت های جوشکاری اصطکاکی

در اغلب حالات جوشکاری از قبیل جوشکاری اصطکاکی چرخشی یا دورانی و جوش اصطکاکی اغتشاشی قطعات باید محور تقارن داشته باشند. همچنین تنظیم قطعات و در یک خط کردن آن‌ها (چنانچه قطر قطعه بیشتر از ۵ سانتیمتر باشد) مشکل است.

موادی که در حالت خشک به راحتی روی هم می‌لغزند و اصطلاحا فورج پذیر نیستند، برای این روش از جوشکاری مناسب نیستند. در واقع مقاومت به سایش در مواد مورد استفاده، نباید بالا باشد. همچنین اگر طول قطعه بیش از یک متر باشد، نیاز به تمهیداتی برای جلوگیری از تاب برداشتن قطعه است.

متابع:

https://arvatools.com