Kas ir berzes maisīšanas metināšana

Berzes maisa metināšana^[1](FSW) ir daudzpusīga metināšanas paņēmiens, kas izmanto siltumu, ko rada berze starp rotējošu metināšanas instrumentu un sagatavi, lai lokāli plaši izplatītu metināto materiālu.Kad rīks pārvietojas pa metināšanas interfeisu, plastificētais materiāls plūst no instrumenta priekšpuses uz aizmuguri, veidojot kompaktu cietās fāzes metinājumu zem rīka ekstrūzijas.

FSW var metināt biezus materiālus, piemēram, alumīniju, tēraudu un titānu, vienā piespēlē, nemudinot augstu termiskā stresa līmeni, padarot to īpaši piemērotu nozarēm, kurām nepieciešama spēcīga, izturīga metinājuma, piemēram, kosmiskā kosmosa un automobiļu ražošana.

[^1]: FSW definīcija, ko veica zinātniskais pētnieks

Kurš izgudroja berzes maisa metināšanu?

Berzes maisa metināšanu (FSW) izgudroja Metināšanas institūts (TWI) 1991. gadā, kuru galvenokārt izstrādāja profesors Veins Tomass un viņa komanda.Šīs tehnoloģijas attīstību veicināja pieaugošais aviācijas un automobiļu rūpniecības pieprasījums, lai metinātu augstas stiprības materiālus, piemēram, alumīnija sakausējumus, kuriem bija tendence uz defektiem, piemēram, porainību un plaisāšanu, metinot, izmantojot parastās metodes. FSW atrisināja šīs problēmas, izmantojot ātrgaitas rotējošu metināšanas rīku, lai ģenerētu berzes siltumu, kas mīkstina materiālu, to neizkausējot, ļaujot veikt cietvielu metinājumu.

Attīstības vēsture

•  Deviņdesmito gadu sākums: FSW tehnoloģija tika izstrādāta un sākotnēji izmantota alumīnija sakausējuma metināšanā, īpaši plaša izmantošana aviācijas un kosmosa rūpniecībā.
•  1997: NASA pieņēma FSW tehnoloģiju kosmosa turp un
•  2000s: FSW tehnoloģija izvērsās automobiļu rūpniecībā, it īpaši metināšanas vieglajā alumīnija sakausējuma ķermeņa daļās, kā rezultātā šajā jomā ir ievērojami sasniegumi.
•  2010s: Ar uzlabojumiem instrumentu projektēšanā, procesu vadībā un automatizācijas tehnoloģijā FSW redzēja plašāku pielietojumu, īpaši liela apjoma ražošanas vidē.
•  

Kā berze maisa metināšanu un procesus?

Berzes maisīšanas metināšanas darbi^[1]Izmantojot siltumu, kas rodas no berzes starp rotējošo instrumentu un metināto materiālu. Process ietver vairākas galvenās sastāvdaļas:

Metināšanas rīks ir FSW procesa pamatā. Tas sastāv no divām galvenajām sastāvdaļām: rotējoša tapa un pleca.

Tapa parasti ir cilindriska vai vītņota, un tā ir instrumenta daļa, kas tiek ievietota tieši metinātā materiālā. Plecs, kas ieskauj tapu, palīdz radīt papildu siltumu caur berzi, nonākot saskarē ar materiāla virsmu.

• -Pin: PIN ir atbildīga par mehāniskas maisīšanas darbības izveidi, kas nepieciešama materiāla sajaukšanai pie savienojuma. Tas arī rada ievērojamu siltuma daudzumu saskarnē starp savienotajiem materiāliem. Tapas dizains var mainīties atkarībā no metināšanas lietojumprogrammas. Dažos gadījumos to var vītņot, lai palielinātu berzes siltumu un materiāla plūsmu.

• -Pasaule: Plecam ir svarīga loma karstuma izplatīšanā un papildu berzes nodrošināšanā. Kad instruments griežas, plecs berzē pret sagataves virsmu, nodrošinot, ka savienojuma materiāls tiek turēts pietiekami mīksts, lai sajauktu, neizraisot kušanu.

Šie rīki parasti ir izgatavoti no izturīgiem, augstas izturības materiāliem, piemēram, instrumentu tērauda vai volframa, lai izturētu procesa laikā radīto intensīvo berzi un siltumu.

2. Siltuma ražošana

 

FSW atslēga ir siltums, ko rada berze starp rotējošo tapu un sagataves materiālu. Kad instruments griežas lielā ātrumā, instrumenta un materiāla saskarnē tiek ražots berzes siltums.

Šis siltums ir koncentrēts instrumenta tiešā tuvumā, paaugstinot materiāla temperatūru līdz vietai, kur tas tiek plastificēts, bet neizkūst.

Tā ir būtiska atšķirība no tradicionālajām metināšanas metodēm. Kamēr vairums metināšanas metožu ir atkarīgi no tā, lai tie pievienotos materiāliem, FSW darbojas cietvielu procesā. Materiāli nekad nesasniedz to kušanas temperatūru, kas samazina tādu defektu kā porainības, plaisu un saraušanās risku, kas ir izplatīts tradicionālās izkausētās metinātajās metinātajās metinātajās metinātajās.

Lielākajā daļā FSW lietojumu materiālu karsē līdz temperatūrai no 60% līdz 90% no tā kušanas temperatūras, atkarībā no metinātā materiāla. Tas nodrošina, ka materiāls paliek ciets, bet kļūst pietiekami kaļams, lai plūst un saistu.

3. Materiāla plūsma

Kad materiāls sasniedz vēlamo plastiskumu, rotējošais instruments virzās uz priekšu pa metināto savienojumu. Tā kā instruments progresē, mīkstinātais materiāls tiek nospiests no tapas priekšpuses uz aizmuguri, izveidojot materiāla plūsmu, kas piepilda savienojumu. Šī materiāla kustība ir būtiska metināšanas procesam, jo ​​tā palīdz "samaisīt" darba priekšmetus kopā, nodrošinot, ka tie ir vienmērīgi sajaukti molekulārā līmenī.

•  Priekšējā uz aizmugurējo plūsmu: Materiāls, kas atrodas pie instrumenta tapas, ir mīkstināts ar berzi un maisa, kad rīks pārvietojas. Tas ļauj materiālam plūst pret instrumenta aizmuguri. Nepārtrauktā kustība nodrošina, ka locītava ir rūpīgi sajaukta un konsolidēta, izveidojot vienotu metinājumu.

•  Sacietēšana: Tā kā rīks turpina kustēties, materiāls aiz tapas sāk atdzist un sacietēt, veidojot spēcīgu saikni. Metinājuma siltuma skarta zona (HAZ), kas atrodas abās metinātās locītavas pusēs, piedzīvo minimālas izmaiņas mikrostruktūrā, kas noved pie metināšanas, kas nesatur kopīgus defektus, kas saistīti ar izkausētu metināšanas metodēm.

•  

[^1]: Uzziniet par tehnisko procesu berzes maisītā metināšanā, kas to atšķir no tradicionālajām metināšanas metodēm.

Jūsu uzticības cienīgs siltuma izlietnes piegādātājs Ķīnā

Ja vēlaties konsultēties ar mūsu profesionālo inženieri par jūsu termiskā risinājuma prasību, laipni atsūtīja mums savu pieprasījumu mums, mēs sazināsimies ar jums vienas Businees dienas laikā.

Nosūtiet pieprasījumu tūlīt

Berzes maisīšanas metināšanas priekšrocības un trūkumi

FSW priekšrocības

Berzes maisītā metināšana piedāvā daudzas priekšrocības, it īpaši, ja metināšanas materiāli, piemēram, alumīnijs, titāns un daži tēraudi. Šeit ir dažas galvenās priekšrocības:

•  Minimāla siltuma skarta zona (HAZ)^[1]: Process rada zemāku siltumu, salīdzinot ar parasto metināšanu, kas nozīmē, ka mikrostruktūra siltuma skartajā zonā (HAZ) lielākoties paliek nemainīga.
•  Zems atlikušais stress^[2]: Tā kā materiāls nav pakļauts augstai temperatūrai un ātra dzesēšana, ir minimāls atlikušais spriegums, samazinot kropļojumu vai plaisāšanas iespējas.
•  Nav nepieciešams pildvielas materiāls: Atšķirībā no tradicionālās metināšanas, FSW nav nepieciešams nekāds pildvielas vads, samazinot materiālu izmaksas un atkritumus.
•  Nav ekranējošas gāzes: FSW nav nepieciešama ārēja ekranēšanas gāze, turpmāka izmaksu samazināšana un metināšanas procesa vienkāršošana.
•  Metināt atšķirīgus materiālus: FSW var izmantot atšķirīgu materiālu metināšanai, kas bieži ir izaicinājums parasto metināšanas metodēs. Tas ir īpaši izdevīgi savienošanai ar materiāliem, kuriem ir nosliece uz plaisāšanu, metinot ar tradicionālajām metodēm.
•  

FSW trūkumi

Kamēr FSW piedāvā daudzas priekšrocības, ir arī vairāki izaicinājumi, kas jāņem vērā, izmantojot šo paņēmienu:

•  Aprīkojuma stingrība: Procesa laikā darbs ir droši jānosaka vietā, lai novērstu jebkādas kustības, kas varētu ietekmēt metināšanas kvalitāti.
•  Atslēgas cauruma veidošanās: Metināšanas beigās bieži tiek izveidots atslēgas caurums, kam var būt nepieciešama papildu metināšana vai blīvēšana.
•  Ierobežota materiāla izvēle: Rīka projektēšana un procesa parametri bieži ir ierobežoti ar konkrētiem sakausējumiem. FSW var nebūt ideāls noteiktiem materiāliem bez turpmākas izpētes vai rīku un paņēmienu modifikācijas.
•  Metināšanas ātrums: Dažos gadījumos metināšanas ātrums ir lēnāks, salīdzinot ar citām metināšanas metodēm, it īpaši, ja vienā piespēlē metina biezākas plāksnes vai lielas vietas.
•  Instrumentu nodilums: Metināšanas rīks var ātri nolietoties iesaistītās berzes dēļ, kas izraisa augstākas uzturēšanas izmaksas.
•  

[^1]: izpratne par to, kāda ir minimālā siltuma ietekmētā zona FSW
[^2]: izpratne par to, kas ir atlikušais stress

Kāda ir atšķirība starp berzi un berzes maisīšanas metināšanu?

Berzes metināšana un berzes maisīšanas metināšana ir gan cietvielu procesi, kas materiāliem izmanto siltumu, ko rada berze. Tomēr starp abām metodēm ir galvenās atšķirības:

01

Berzes metināšana (FW)

Metināšanas berzēšanā divus darbus pagriež viens pret otru zem spiediena, līdz tie rada pietiekami daudz siltuma, lai pievienotos. Materiāls tiek uzkarsēts līdz izkusušam stāvoklim, izraisot tā sakausēšanu. Procesu parasti izmanto cilindrisko daļu pievienošanai.

02

Berzes maisa metināšana (FSW)

FSW izmanto rotējošu instrumentu, lai maisītu materiālu, neizraisot tā izkausēšanu. To izmanto, lai savienotu materiālus cietā stāvoklī, kas noved pie labākām mehāniskām īpašībām un smalkāku graudu struktūru. FSW ir daudzpusīgāks un piemērots, lai pievienotos lielākiem vai sarežģītākiem darbiem.

Secinājums

Berzes maisītā metināšana ir uzlabota un efektīva metināšanas paņēmiens, kas nodrošina augstas kvalitātes, izturīgas metināšanas, padarot to ideālu tādām nozarēm kā kosmiskais aviācija, automobiļu un kuģu būve. Lai arī tam ir daži ierobežojumi, tā priekšrocības, ieskaitot zemu atlikušo stresu un spēju metināt grūtus materiālus, padara to par uzticamu risinājumu. Attīstoties tehnoloģijai, paredzams, ka FSW lietojumprogrammas pieaugs, kļūstot par galveno metodi turpmākajā ražošanā.