جوشکاری اصطکاکی چیست؟
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
غالباً تصور مردم از جوشکاری، ذوبشدن فلزات همراه با جرقه یا شعلههای حاصل از گازهای تحت فشار میباشد. اتصال مواد از طریق فشار و سرعت، امری دور از ذهن به نظر میآید، اما این دقیقاً اتفاقی است که در جوشکاری اصطکاکی رخ میدهد و از آنچه شما تصور میکنید، رایجتر است. در این مطلب میخواهیم در مورد جوشکاری اصطکاکی صحبت کنیم.
فایل صوتی مطلب
جوشکاری اصطکاکی را بهتر بشناسیم
جوشکاری اصطکاکی، یک فرآیند جوشکاری در حالت جامد است که بر روی فلزات و سایر مواد انجام میشود. فرآیند جوشکاری در حالت جامد به این معناست که برای اتصال مواد، هیچ گونه ذوبشدنی اتفاق نمیافتد.
سه نوع مختلف جوشکاری اصطکاکی وجود دارد:
- جوشکاری اصطکاکی دوّار
- جوشکاری اصطکاکی خطی
- جوشکاری اصطکاکی همزنی
جوشکاری سرد، فرآیند جوشکاری در حالت جامد است که برای اتصال دو یا چند فلز به یکدیگر، نیاز به حرارت ندارد. در حقیقت، در این روش برای ایجاد جوش، از فشار استفاده میشود. پیشنهاد میکنیم ادامهی این مطلب را در مقالهی «جوشکاری سرد چیست؟» بخوانید.
جوشکاری اصطکاکی، نوع خاص از جوشکاری است که بدون تشکیل مذاب و با روش همجوشی مواد، قطعات را به یکدیگر متصل میکند؛ یکی از معایب این نوع جوشکاری، محدودیت انتخاب در شکل قطعات است؛ در صورتی که ابعاد و اندازهی قطعات بزرگ باشد، تنظیم آن برای جوش، مشکل است.
نحوهی انجام جوشکاری اصطکاکی
روند انجام جوشکاری اصطکاکی به نوع آن بستگی دارد:
جوشکاری اصطکاکی دوّار:
در این مدل از جوشکاری اصطکاکی، حداقل یکی از اجزایی که تحت فرآیند جوشکاری قرار میگیرند، باید گرد باشد. این جزء گرد، توسط یک ابزار نگهدارندهی موتوری، به سرعت به چرخش در میآید. قطعهی مورد نظر با سرعت چرخشی بالایی میچرخد و بعد از رسیدن به سرعت مطلوب، یا جدا میشود و یا متصل باقی میماند.
سپس قطعات مورد نظر (حداقل یکی باید ثابت باشد و یکی در حال چرخش) تحت میزان فشار معینی، باهم در تماس قرار میگیرند.
این ترکیب سرعت و فشار، باعث ایجاد گرما و جوش اصطکاکی میشود. پس از پایان چرخش و ایجاد جوش، به اتصال ایجاد شده اجازهی سردشدن برای مدتزمان معینی داده میشود و نیروی مولّد فشار، حذف میشود.
بسته به نوع کاربرد، چون جوش ایجاد شده معمولاً برجسته است، ممکن است قطعات، بعد از جوشکاری، نیاز به ماشینکاری داشته باشند.
جوشکاری اصطکاکی خطی:
جوشکاری اصطکاکی خطی شبیه به جوشکاری اصطکاکی دوّار است، به استثنای چند مورد!
- اولاً نیاز نیست که هیچ یک از قطعات، گرد باشند؛ به همین دلیل، در این روش به جای حرکت چرخشی از حرکت نوسانی سریع استفاده میشود.
- پس از رسیدن به سرعت نوسانی بالا، قطعات با هم در تماس میشوند و پس از توقف حرکات و حذف مولد فشار، به قطعات جوشخورده، اجازهی سرد شدن داده میشود.
- بسته به کاربرد، به علت برجستهبودن جوش ایجاد شده، ممکن است قطعات، پس از جوشکاری به ماشینکاری نیاز داشته باشند.
جوشکاری اصطکاکی همزنی:
در این روش برای ایجاد سرعت، فشار و گرمای مورد نیاز جهت جوشکاری اصطکاکی، از ابزاری جداگانه استفاده میشود. طی فرآیند جوشکاری، این ابزار با سرعت بالایی چرخانده میشود و در مفصل جوش (جایی که دو قطعه در کنار هم واقع شدهاند) فرو میرود. این ابزار همان طور که در طول مرز اتصال دو قطعه حرکت میکند، فشار و سرعت را منتقل کرده و قطعات را به هم جوش میدهد.
حتما بخوانید: جوشکاری چه فلزاتی سادهتر است؟ بهترین فلز کدام است؟
جوشکاری اصطکاکی بر روی کدام فلزات انجام میشود؟
برای اتصال انواع مختلفی از فلزات، میتوان از این روش بهره برد. حتی برای جوشکاری موادی که با سایر روشهای جوشکاری قابل پیوند نیستند، نیز میتوان از روش جوشکاری اصطکاکی بهره برد.
در این روش، میتوان میان قطعات غیرمشابه نیز اتصال ایجاد نمود؛ به این دلیل که فرآیندهای حالت جامد به همجوشی نیاز ندارند. بنا بر این، چالش ناسازگاری فلزات در حالت مذاب در این روش، وجود ندارد. فلزات رایجی که شامل جوشکاری اصطکاکی میشوند، عبارتند از :
- انواع مختلف فولاد
- آلیاژهای مختلف آلومینیوم
- آلیاژهای تیتانیوم
- آلیاژهای مس (برای آشنایی بیشتر با این نوع فلز، میتوانید مقاله فلز مس را بخوانید.)
- و بسیاری از فلزات دیگر
تاریخچه استفاده از جوشکاری اصطکاکی به چه زمانی باز می گردد؟
استفاده از جوشکاری اصطکاکی تقریبا به قرن پانزدهم باز می گردد و ایده آن مسئله جدیدی نیست.
مهمترین مزایای جوشکاری اصطکاکی چیست؟
جوشکاری اصطکاکی از نظر فنی و اقتصادی، نسبت به جوشکاری معمولی بهتر است. در این نوع جوشکاری به انرژی کمتری نیاز است به طوری که انرژی مورد نیاز برای انجام این کار، چیزی حدود یک دهم انرژی جوشکاری با مقاومت الکتریکی است.
در این مطلب در مورد جوشکاری اصطکاکی به طور کامل صحبت کردیم. این نوع جوشکاری، برخلاف جوشکاری رایج که از گرما استفاده میکند، از طریق اتصال مواد با فشار و سرعت انجام میشود. حالتهای مختلف این نوع جوشکاری متفاوت است و روی فلزات خاصی مانند مس، تیتانیوم و انواع مختلف فولاد قابل انجام است.