Imagine soldar sem chamas, faíscas ou mesmo derreter o metal. A soldagem por fricção oferece exatamente isso, usando o calor gerado pela fricção para unir materiais sem problemas. Esse método, conhecido por sua eficiência e resistência, está revolucionando a maneira como os setores abordam a união de metais. Neste artigo, descubra como funciona a soldagem por fricção, seus vários tipos e os fatores que influenciam seu sucesso. Prepare-se para explorar um processo que pode mudar o futuro da manufatura.
(1) O princípio da soldagem por fricção
Soldagem por fricção: É um método de soldagem por pressão que usa o calor gerado pelo atrito mútuo no movimento relativo das superfícies de contato das peças de soldagem para obter uma conexão confiável do material.
O processo de soldagem ocorre sob pressão, onde os materiais a serem soldados geram atrito devido ao movimento relativo, fazendo com que a interface e as temperaturas próximas aumentem e atinjam um estado termoplástico.
Quando a força de perturbação entra em ação, o filme de óxido da interface é rompido, o material sofre deformação plástica e fluxo, e uma junta é formada por meio de reações metalúrgicas de difusão e recristalização do elemento de interface.
O processo de soldagem não adiciona metal de adição, não requer fluxo e não usa gás de proteção. Todo o processo de soldagem leva apenas alguns segundos.
O atrito relativo de alta velocidade sob pressão entre as superfícies das juntas das duas soldas produz dois efeitos:
1) Destrói a película de óxido ou outra camada de contaminação na superfície da junta, expondo o metal limpo;
2) Gera calor, formando rapidamente uma camada termoplástica na superfície da junta. Sob o torque de fricção e a pressão axial subsequentes, esses óxidos quebrados e parte da camada plástica são extrudados para fora da superfície da junta, formando o flash, e o metal deformado por plástico restante constitui o metal de solda. O revolvimento final faz com que o metal de solda seja submetido a forjamento adicional, formando um metal de solda de boa qualidade. junta de solda.
A partir do processo de soldagem, pode-se observar que a junta de soldagem por fricção é formada abaixo do ponto de fusão do metal soldado, de modo que a soldagem por fricção pertence ao método de soldagem em estado sólido.
(2) Classificação da soldagem por fricção:
A soldagem por fricção pode ser classificada em três tipos: rotação da peça de trabalho, peça de trabalho estacionária e outros movimentos. Esses três tipos podem ser divididos da seguinte forma:
1. Rotação da peça de trabalho:
2. Peça de trabalho estacionária:
3. Outros movimentos:
Esse é um tipo comum de soldagem por fricção. Durante o processo de soldagem, a peça de trabalho é continuamente acionada pelo motor do fuso para girar em uma velocidade constante até atingir o tempo de atrito especificado ou a quantidade de deformação por atrito. Em seguida, a peça de trabalho para imediatamente de girar e começa a soldagem por forja.
A extremidade giratória da peça de trabalho é fixada no volante. No início do processo de soldagem, o volante e a extremidade giratória da peça de trabalho são acelerados até uma determinada velocidade e, em seguida, o volante é desengatado do motor principal.
Ao mesmo tempo, a extremidade móvel da peça de trabalho se move para frente. Após o contato com a peça de trabalho, ela começa a aquecer por fricção. Durante o processo de aquecimento da solda por fricção, o volante é freado pelo torque de fricção e a velocidade diminui gradualmente. Quando a velocidade chega a zero, o processo de soldagem termina.
Um anel anular com uma superfície chanfrada é montado na superfície da extremidade de um tubo com uma abertura dividida. Durante a soldagem por fricção, o anel é girado e forças radiais de fricção são aplicadas às duas extremidades do tubo. Quando o atrito termina, a rotação do anel é interrompida e é aplicada uma pressão de retorno.
O princípio de funcionamento da soldagem por fricção é o seguinte: Uma agulha de agitação de um determinado formato feita de material duro resistente a altas temperaturas é girada e inserida profundamente na borda de dois materiais a serem soldados.
O cabeçote de agitação ajusta a rotação, gerando uma grande quantidade de calor de fricção nas bordas das duas soldas, formando assim uma zona de amolecimento de metal-plástico na conexão.
Essa zona de amolecimento plástico é agitada e comprimida sob a ação do cabeçote de agitação e flui para trás ao longo do costura de solda com a rotação do cabeçote de agitação, formando um fluxo de metal plástico. No processo de resfriamento, depois que o cabeçote de agitação sai, ele é espremido para formar uma junta de soldagem de fase sólida.
A haste do metal de revestimento gira em alta velocidade e aplica pressão de atrito ao metal de base. Devido ao grande volume do material de base, à boa condução de calor e à rápida velocidade de resfriamento, a superfície de atrito se move da interface entre o metal de revestimento e o material de base para o lado do metal de revestimento.
Ao mesmo tempo, o metal de revestimento se solidifica e faz a transição para o metal de base para formar uma solda de revestimento. Quando o material de base gira ou se move em relação à haste de metal de revestimento, uma costura de solda de revestimento é formada no material de base.
Uma das duas peças de trabalho a serem soldadas é fixa, e a outra se move para frente e para trás em uma determinada velocidade, ou as duas peças de trabalho se movem uma em relação à outra. Sob a ação da pressão, a interface das duas peças de trabalho gera calor devido ao atrito, o que resulta na soldagem.
A soldagem por fricção orbital é um método de soldagem recentemente desenvolvido, usado principalmente para soldar peças de seção transversal não circular.
Para a soldagem por fricção orbital em linha reta, a peça de trabalho se desloca ao longo de um trilho em linha reta, com uma certa amplitude e frequência, garantindo que a velocidade de vibração atinja o valor necessário, fazendo com que a superfície de soldagem fazem atrito vibracional repetitivo relativo.
Para a soldagem por fricção orbital circular, cada ponto de massa da peça de trabalho se move com o mesmo raio e velocidade, movendo-se ao longo da órbita circular para fazer com que a superfície de soldagem faça fricção de movimento relativo. Depois que a junta é aquecida até a temperatura de soldagemSe o movimento de fricção da peça de trabalho for interrompido, o revolvimento será realizado.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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