Wat is wrijving roerassing

Wrijvingsrappellassen^[1](FSW) is een veelzijdige lastechniek die de warmte gebruikt die wordt gegenereerd door wrijving tussen een roterend lasgereedschap en het werkstuk om het gelaste materiaal lokaal te beperken.Terwijl het gereedschap langs de lasinterface beweegt, stroomt het kunststofmateriaal van de voorkant van het gereedschap naar de achterkant en vormt het een compacte vaste fase las onder de extrusie van het gereedschap.

FSW is in staat om dikke materialen zoals aluminium, staal en titanium in een enkele pass te lassen zonder hoge niveaus van thermische stress te induceren, waardoor het vooral geschikt is voor industrieën die sterke, duurzame lassen vereisen, zoals ruimtevaart en automobielproductie.

[^1]: De definitie van FSW door wetenschappelijke onderzoeker

Wie heeft wrijvingsstoorlassen uitgevonden?

Wrijvingsstoorlassen (FSW) werd uitgevonden door het Weling Institute (TWI) in 1991, voornamelijk ontwikkeld door professor Wayne Thomas en zijn team.De ontwikkeling van deze technologie werd aangedreven door de groeiende vraag in de ruimtevaart- en auto-industrie voor het lassen van materialen met hoge sterkte, zoals aluminiumlegeringen, die vatbaar waren voor defecten zoals porositeit en kraken wanneer gelast met behulp van conventionele methoden. FSW heeft deze problemen opgelost door een snel roterend lasgereedschap te gebruiken om wrijvingswarmte te genereren, die het materiaal verzacht zonder het te smelten, waardoor een vaste toestand las mogelijk is.

Ontwikkelingsgeschiedenis

•  Begin de jaren negentig: FSW -technologie werd ontwikkeld en aanvankelijk toegepast op lassen van aluminiumlegering, met name het wijdverbreide gebruik in de ruimtevaartindustrie.
•  1997: NASA heeft FSW -technologie overgenomen bij de productie van de externe brandstoftank van de Space Shuttle, wat de mogelijkheden voor kritische ruimtevaarttoepassingen aantoont.
•  2000s: FSW -technologie breidde zich uit naar de auto -industrie, met name bij het lassen van lichtgewicht aluminium legerings lichaamsdelen, wat leidt tot belangrijke vooruitgang in het veld.
•  2010s: Met verbeteringen in toolontwerp-, procesbesturings- en automatiseringstechnologie zag FSW een bredere toepassing, vooral in productieomgevingen met een hoog volume.
•  

Hoe wekt wrijvingslassen en processen?

Wrijvingswapens werken^[1]Door gebruik te maken van de warmte die wordt geproduceerd door wrijving tussen het roterende gereedschap en het materiaal dat wordt gelast. Het proces omvat verschillende belangrijke componenten:

Het lasgereedschap staat de kern van het FSW -proces. Het bestaat uit twee belangrijke componenten: een roterende pen en een schouder.

De pin is meestal cilindrisch of schroefdraad en het is het deel van het gereedschap dat direct in het te lassen materiaal wordt geplaatst. De schouder, die de pen omringt, helpt extra warmte te genereren door wrijving als deze in contact komt met het oppervlak van het materiaal.

• -Speld: De pin is verantwoordelijk voor het creëren van de mechanische roerende actie die nodig is om het materiaal bij het gewricht te mengen. Het genereert ook een aanzienlijke hoeveelheid warmte op het grensvlak tussen de samenwerkingsmaterialen. Het ontwerp van de pin kan variëren, afhankelijk van de lastoepassing. In sommige gevallen kan het worden geschreven om de wrijvingswarmte en materiaalstroom te vergroten.

• -Schouder: De schouder speelt een belangrijke rol bij het verspreiden van de hitte en het bieden van extra wrijving. Terwijl het gereedschap roteert, wrijft de schouder tegen het oppervlak van het werkstuk en zorgt ervoor dat het materiaal bij de gewricht zacht genoeg wordt gehouden om te mengen zonder smelten te veroorzaken.

Deze tools zijn meestal gemaakt van duurzame, hoogwaardig materiaal, zoals gereedschapstaal of wolfraam, om de intense wrijving en warmte te weerstaan ​​die tijdens het proces wordt gegenereerd.

2. Warmte -generatie

 

De sleutel tot FSW is de warmte die wordt gegenereerd door wrijving tussen de roterende pen en het werkstukmateriaal. Terwijl het gereedschap op hoge snelheden roteert, wordt wrijvingswarmte geproduceerd op de interface van het gereedschap en het materiaal.

Deze warmte is geconcentreerd in de directe omgeving van het gereedschap, waardoor de temperatuur van het materiaal wordt verhoogd tot het punt waar het wordt geplasticeerd maar niet smelt.

Dit is een cruciaal onderscheid van traditionele lasmethoden. Terwijl de meeste lastechnieken vertrouwen op het smelten van de materialen om zich aan te sluiten, werkt FSW in een vaste statenproces. De materialen bereiken nooit hun smeltpunt, dat het risico van defecten zoals porositeit, scheuren en krimp die veel voorkomen in traditionele gesmolten lassen minimaliseert.

In de meeste FSW -toepassingen wordt het materiaal verwarmd tot temperaturen tussen 60% en 90% van het smeltpunt, afhankelijk van het gelaste materiaal. Dit zorgt ervoor dat het materiaal solide blijft, maar wordt vervormbaar genoeg om te stromen en te binden.

3. Materiële stroom

Zodra het materiaal de gewenste plasticiteit bereikt, beweegt het roterende gereedschap naar voren langs de lasverbinding. Naarmate het gereedschap vordert, wordt het verzacht materiaal van de voorkant van de pen naar de achterkant geduwd, waardoor een stroom van materiaal wordt gecreëerd dat de gewricht vult. Deze beweging van materiaal is essentieel voor het lasproces omdat het helpt om de werkstukken samen te "roeren", waardoor ze uniform gemengd zijn op moleculair niveau.

•  Voorste tot achterstroom: Het materiaal in de buurt van de pen van het gereedschap wordt verzacht door wrijving en geroerd terwijl het gereedschap beweegt. Hierdoor kan het materiaal naar de achterkant van het gereedschap stromen. De continue beweging zorgt ervoor dat het gewricht grondig wordt gemengd en geconsolideerd, waardoor een uniforme las ontstaat.

•  Stolling: Terwijl het gereedschap blijft bewegen, begint het materiaal achter de pen te koelen en te stollen, waardoor een sterke binding wordt gevormd. De warmte-aangetast zone (HAZ) van de las, gelegen aan beide zijden van het lasgewricht, ervaart minimale veranderingen in microstructuur, wat leidt tot een las die vrij is van de gemeenschappelijke defecten geassocieerd met gesmolten lasmethoden.

•  

[^1]: Meer informatie over het technische proces in wrijvingsstoorlassen, waardoor het onderscheidt van traditionele lasmethoden.

Uw trustwaardige leverancier van hittesnosse sink in China

Als u onze professionele ingenieur wilt raadplegen over uw thermische oplossingsvereiste, ons uw aanvraag zo goed naar ons heeft gestuurd, zullen we binnen één businees dag contact met u opnemen.

Stuur nu onderzoek

Voor- en nadelen van wrijvingsstoorlassen

Voordelen van FSW

Wrijvingsstoorlassen biedt talloze voordelen, vooral wanneer lasmaterialen zoals aluminium, titanium en bepaalde staalsoorten. Hier zijn enkele belangrijke voordelen:

•  Minimale warmte-aangetaste zone (HAZ)^[1]: Het proces genereert lagere warmte in vergelijking met conventioneel lassen, wat betekent dat de microstructuur in de warmte-aangetaste zone (HAZ) grotendeels ongewijzigd blijft.
•  Lage restspanning^[2]: Aangezien het materiaal niet wordt onderworpen aan hoge temperaturen en snelle koeling, is er minimale restspanning, waardoor de kansen op vervorming of kraken worden verminderd.
•  Geen vulmateriaal vereist: In tegenstelling tot traditionele lassen, vereist FSW geen vulstaaf, waardoor materiaalkosten en afval worden verlaagd.
•  Geen afschermingsgas: FSW vereist geen extern afschermingsgas, waardoor de kosten verder worden verlaagd en het lasproces vereenvoudigt.
•  Lassen dissimilar materialen: FSW kan worden gebruikt om ongelijke materialen te lassen, wat vaak een uitdaging is in conventionele lastechnieken. Het is vooral gunstig voor het samenvoegen van materialen die vatbaar zijn voor kraken wanneer het wordt gelast met traditionele methoden.
•  

Nadelen van FSW

Hoewel FSW veel voordelen biedt, zijn er ook verschillende uitdagingen waarmee rekening moet worden gehouden bij het gebruik van deze techniek:

•  Stijfheid van apparatuur: De werkstukken moeten tijdens het proces veilig op hun plaats worden vastgesteld om beweging te voorkomen die de laskwaliteit kan beïnvloeden.
•  Sleutelgatvorming: Aan het einde van de las wordt vaak een sleutelgat gevormd, waarvoor mogelijk extra lassen of afdichting nodig is.
•  Beperkte materiaalselectie: Toolontwerp- en procesparameters zijn vaak beperkt tot specifieke legeringen. FSW is mogelijk niet ideaal voor bepaalde materialen zonder verder onderzoek of aanpassing van tools en technieken.
•  Lassnelheid: In sommige gevallen is de lassnelheid langzamer in vergelijking met andere lasmethoden, vooral bij het lassen van dikkere platen of grote gebieden in een enkele pass.
•  Gereedschapslijtage: Het lasgereedschap kan snel verslijten vanwege de betrokken wrijving, wat leidt tot hogere onderhoudskosten.
•  

[^1]: Inzicht in wat de minimale warmte-aangetaste zone is in FSW
[^2]: Inzicht in wat de resterende stress is

Wat is het verschil tussen wrijving en wrijvingsstoorlassen?

Wrijvingslassen en wrijvingsstoorlassen zijn beide vaste toestandsprocessen die warmte gebruiken die door wrijving worden gegenereerd om zich aan te sluiten bij materialen. Er zijn echter belangrijke verschillen tussen de twee methoden:

01

Wrijvingslassen (FW)

In wrijvingslassen worden twee werkstukken onder druk tegen elkaar gedraaid totdat ze voldoende warmte genereren om deel te nemen. Het materiaal wordt tot een gesmolten toestand verwarmd, waardoor het fuseert. Het proces wordt vaak gebruikt voor het samenvoegen van cilindrische delen.

02

Wrijvingsrappel (FSW)

FSW gebruikt een roterend gereedschap om het materiaal te roeren zonder het te laten smelten. Het wordt gebruikt om materialen in een vaste toestand samen te voegen, wat leidt tot betere mechanische eigenschappen en een fijnere korrelstructuur. FSW is veelzijdiger en geschikt voor het toetreden tot grotere of complexere werkstukken.

Conclusie

Wrijvingsstoorlassen is een geavanceerde en efficiënte lastechniek die hoogwaardige, duurzame lassen biedt, waardoor het ideaal is voor industrieën zoals ruimtevaart, automotive en scheepsbouw. Hoewel het enkele beperkingen heeft, maken de voordelen ervan, waaronder lage restspanning en het vermogen om moeilijke materialen te lassen, het een betrouwbare oplossing. Naarmate de technologie evolueert, wordt verwacht dat de toepassingen van FSW zullen groeien, wat een belangrijke methode wordt in de toekomstige productie.