جوشکاری اصطکاکی

 جوشکاری اصطکاکی (Friction Welding)

ترجمه و تالیف: میثم عمارتی کارشناس ماشین ابزار 

آبان‌ماه ١٣٨٩ 

در جوشکاری اصطکاکی از حرارت تولید شده توسط اصطکاک بین دو قطعه برای جوش دادن آن دو به یکدیگر استفاده می‌شود. بطور سنتی در جوشکاری اصطکاکی یک قطعه را در طی یک سطح مشترک بر روی قطعه دیگری همراه با اعمال نیروی فشاری آنقدر حرکت می‌دهند تا حرارت تولید شده بر اثر اصطکاک در فصل مشترک قطعه،‌ باعث نرم شدن ماده دو قطعه در مجاورت فصل مشترک شود. در این زمان بخشی از ماده موجود در سطح مشترک دو قطعه که خاصیت مومسان (پلاستیکی) پیدا کرده به فضای بیرون فصل مشترک رانده می شود. سپس حرکت نسبی دو قطعه متوقف شده و یک نیروی فشاری بزرگتر اعمال می شود و همزمان دو قطعه شروع به سرد شدن می‌کنند. این عمل باعث جوش خوردن دو قطعه به یکدیگر می‌شود. کلید اصلی عملیات جوشکاری اصطکاکی این است که از آنجایی که ماده مذابی تولید نمی شود، جوشکاری در فاز جامد فلزات صورت گرفته است. 

  

جوشکاری اصطکاکی دورانی

یک قطعه دوران کرده و قطعه دیگر به پیشانی آن فشار داده می شود.

مزایای جوشکاری اصطکاکی 

صنایع خودروسازی چندین دهه است که از جوشکاری اصطکاکی برای تولید قطعات استفاده می کنند. این فرایند دارای مزایای متعددی است: 

• گرمای اصطکاکی فقط در محل جوش خوردن قطعات تولید می‌شود. بنابراین مجموعه تحت جوشکاری بطور گسترده نرم نمی‌شود. 
• جوش در تمامی سطح مقطع اتصال دو قطعه در یک زمان صورت می‌پذیرد. 
• از این تکنیک برای جوش دادن فلزات ناهم جنس می‌توان استفاده کرد. 
• فرایند در چند ثانیه با قابلیت بالای تولید مجدد صورت می‌پذیرد. بنابراین برای تولید انبوه بسیار مناسب است. 

جوشکاری اصطکاکی دورانی 

جوشکاری اصطکاکی دورانی که در طی آن یک قطعه در برابر پیشانی قطعه دیگر دوران می‌کند، یکی از متداول‌ترین انواع این فرایند است و بسیاری از انواع محورهای فولاد کربنی و محورهای فرعی بدین شیوه مونتاژ می‌شوند. از این فرایند برای تولید شفت‌های محرک، سوپاپ موتور، محور فرمان و میل کمک فنر (suspension rod) استفاده می شود. قابلیت این فرایند در اتصال مواد ناهمجنس بدین معنی است که می توان بدنه و سر سوپاپ را از مواد متفاوتی که مناسب سیکل کاری و حرارتی آنهاست ساخت. 

قطعاتی که با استفاده از جوشکاری اصطکاکی دورانی ساخته شده اند.

جوشکاری اصطکاکی خطی 

در این نوع جوشکاری حرکت دو قطعه نسبت به هم خطی است و بیشتر برای اتصال پره ها به دیسک های چرخان در صنایع موتورسازی هواپیما به کار می رود. انواع کم هزینه تر این فرایند برای تولید برخی قطعات خودرو نیز بکار می رود. 

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی (Friction Stir Welding) 

این نوع جوشکاری نیز یک ناحیه از مواد مومسان شده به شیوه ای متفاوت از انواع دیگر فرایند جوشکاری اصطکاکی تولید می کند. یک ابزار چرخشی به سوی مواد تحت جوشکاری فشار داده می شود. دوران ابزار باعث گرم و نرم شدن دو ماده در تماس با یکدیگر شده و با حرکت ابزار در طول خط اتصال دو قطعه، ماده نرم شده از دور ابزار به دو طرف حرکت کرده و خط اتصال را محو می کند. 

  

نمودار ترسیمی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی

مرجع: 

http://www.azom.com/details.asp?ArticleID=1170