Reibschweißverfahren - eingehende Analyse des gesamten Prozesses

Definition des Reibschweißens

Reibschweißen ist die Verwendung von relativen Reibung Bewegung der Schweißnaht, um die Wärme, die durch die relative Reibung des Materials, um eine zuverlässige Verbindung von einer Druckschweißverfahren zu erreichen. Das Schweißen ist unter der Einwirkung von Druck, die relative Bewegung des Materials zwischen der Reibung geschweißt werden, so dass die Schnittstelle und die in der Nähe Temperatur steigt und erreicht einen thermoplastischen Zustand, mit der Rolle der oberen Schmieden Kraft Grenzfläche Oxidation Film gebrochen, das Material erfährt plastische Verformung und fließen, durch die Schnittstelle der Elemente der Diffusion und Rekristallisation der metallurgischen Reaktion und die Bildung von Gelenken.

Prinzip des Reibschweißens

Zwei metallische Werkstücke mit kreisförmigem Querschnitt werden vor dem Reibschweißen in ein drehbares und ein vorwärts bewegliches, druckbeaufschlagtes Spannfutter eingespannt. Zu Beginn des Schweißens wird das Werkstück 1 mit hoher Geschwindigkeit gedreht, das Werkstück 2 in Richtung des Werkstücks 1 bewegt und kontaktiert, und es wird ein ausreichend großer Reibungsdruck ausgeübt, um den Reibungserwärmungsprozess zu starten. Nach einer gewissen Zeit der Reibung erreicht die Temperatur des Verbindungsmetalls die Schweißtemperatur, die Drehung des Werkstücks 1 wird gestoppt, und gleichzeitig bewegt sich das Werkstück 2 schnell, um den oberen Schmiededruck anzuwenden, so dass es die obere Schmiedeverformung erzeugt und das Schweißen abschließt.

Klassifizierung des Reibschweißens

Es gibt zahlreiche Methoden des Reibschweißens, die im Allgemeinen nach der relativen Bewegung des Schweißteils und den Merkmalen des Prozesses eingeteilt werden, zu den wichtigsten gehören:

• Reibschweißen mit kontinuierlichem Antrieb
• Phasengesteuertes Reibschweißen
• Trägheitsreibschweißen
• Rührreibschweißen
• Eingebettetes Reibschweißen
• Reibschweißen des dritten Körpers
• Reibungshüllen

Kontinuierliches Reibschweißen

Unter der Wirkung von Reibungsdruck kommen die geschweißten Schnittstellen miteinander in Kontakt, Reibung durch relative Bewegung, so dass mechanische Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird, die Reibungswärme wird verwendet, um die Oxide an den Schnittstellen zu entfernen, und eine zuverlässige Verbindung wird unter der Wirkung der oberen Schmiedekraft gebildet. Dies ist eine gemeinsame Art von Reibung Schweißen, in den Schweißprozess, das Werkstück wird kontinuierlich durch den Spindelmotor angetrieben, mit einer konstanten Geschwindigkeit drehen, bis es die angegebene Reibung Zeit oder Reibung Verformung erreicht, das Werkstück sofort aufhört zu drehen und oben Schmieden Schweißen.

Trägheitsreibschweißen

Das rotierende Ende des Werkstücks wird in das Schwungrad eingespannt, und der Schweißvorgang beginnt, indem das Schwungrad und das rotierende Ende des Werkstücks auf eine bestimmte Drehzahl beschleunigt werden, dann wird das Schwungrad vom Hauptmotor abgekoppelt und das bewegliche Ende des Werkstücks bewegt sich vorwärts, um die Reibungserwärmung zu starten. Das Schwungrad wird durch das Reibungsmoment gebremst, die Geschwindigkeit wird allmählich reduziert und der Schweißvorgang endet, wenn die Geschwindigkeit gleich Null ist.

Phasenreibungsschweißen

Vor allem für die relative Position Anforderungen des Werkstücks, wie sechseckigen Stahl, achteckigen Stahl, Automobil-Joysticks, etc. verwendet, erfordert, dass die Zinken nach dem Schweißen ausgerichtet sind, die Richtung der rechten oder Phase, um die Anforderungen zu erfüllen. Die wichtigsten Methoden sind:

• Mechanisch synchronisiertes Phasenreibungsschweißen
• Pin Fitting Reibschweißen
• Reibschweißen mit synchronisiertem Antrieb

Radiales Reibschweißen

Das zu schweißende Rohr ist abgeschrägt, mit einem Dorn im Inneren des Rohrs, der mit einem rotierenden Ring mit abgeschrägter Oberfläche versehen ist, der sich dreht und während des Schweißens radialen Reibungsdruck auf die beiden Rohre ausübt, und der obere Schmiededruck wird am Ende der Reibungserwärmung ausgeübt.

Reibungshüllen

Der Rundstab des Hüllmetalls rotiert mit hoher Geschwindigkeit und übt Reibungsdruck auf das Grundmetall aus. Aufgrund des großen Volumens des Grundmetalls ist die Wärmeleitfähigkeit gut und die Abkühlungsgeschwindigkeit schnell. Dadurch wird die Reibungsfläche von der Schnittstelle zwischen Plattierungsmetall und Grundmetall auf die Seite des Plattierungsmetalls verlagert. Gleichzeitig verdichtet sich das Plattierungsmetall und geht in das Grundmetall über, um ein Plattierungsschweißfleisch zu bilden. Wenn sich das unedle Metall dreht oder sich relativ zum beschichteten Metallstab bewegt, bildet sich auf dem unedlen Metall eine Auftragschweißung.

lineares Reibschweißen

Zwei Werkstücke geschweißt werden, eine feste, eine andere mit einer bestimmten Geschwindigkeit für die Hin-und Her-Bewegung, oder zwei Werkstücke für die relative Hin-und Her-Bewegung, unter der Wirkung der Druck der beiden Werkstücke der Schnittstelle Reibung erzeugt Wärme, um so zu erreichen Schweißen.

Rührreibschweißen

Wird ein hochtemperaturbeständiges hartes Material aus einer bestimmten Form der Rührnadel rotierenden tief in die beiden geschweißten Materialien an den Rand des Rührkopfes verbunden, um die Drehung der beiden Schweißteile an den Rand einer großen Menge von Reibungswärme, die im Zusammenhang mit der plastischen Erweichung des Metalls im Bereich der plastischen Erweichung der plastischen Erweichung des Bereichs in der Rührkopf unter der Wirkung des Rührens, Extrusion, und mit dem Rührkopf der rotierenden entlang der Schweißnaht zu fließen rückwärts, um eine Kunststoff-Metall-Fluss zu bilden, und Rühren der Kopf weg von der Kühlung und Extrusion und Bildung von Festphasen-Schweißverbindungen. Die plastisch erweichte Zone wird unter der Einwirkung des Rührkopfes gerührt und gepresst und fließt mit der Rotation des Rührkopfes entlang der Schweißnaht zurück, um einen plastischen Metallfluss zu bilden, und wird im Abkühlungsprozess nach dem Abgang des Rührkopfes gepresst, um eine Festphasen-Schweißverbindung zu bilden.

Orbitales Reibschweißen

Orbitales Reibschweißen ist ein neu entwickeltes Schweißverfahren, das hauptsächlich zum Schweißen von Werkstücken mit unrundem Querschnitt verwendet wird. Linear Orbital Reibung Schweißen Werkstück entlang einer geraden Spur, mit einer bestimmten Amplitude und Frequenz, um sicherzustellen, dass die Schwingungsgeschwindigkeit, um den erforderlichen Wert zu erreichen, so dass die Schweißfläche zu tun relative wiederholte Vibration Reibung. Kreisbahn Reibschweißen Werkstück jeder Masse mit dem gleichen Radius und Geschwindigkeit, entlang der kreisförmigen Umlaufbahn, um die Schweißfläche, um die relative Bewegung der Reibung zu tun. Wenn das Gelenk auf die Schweißtemperatur erhitzt wird, wird die Reibbewegung des Werkstücks gestoppt und das Schweißen von oben durchgeführt.

Reibschweißverfahren

Prozessmerkmale

Blickwinkel:

1. Kurze Schweißzeit und hohe Produktivität.
2. Geringer Schweißverzug, hohe Maßhaltigkeit nach dem Schweißen.
3. Hoher Grad an Mechanisierung und Automatisierung, stabile Schweißqualität.
4. Es eignet sich zum Schweißen aller Arten von ungleichen Materialien und kann Aluminium-Stahl, Aluminium-Kupfer, Titan-Kupfer, intermetallische Verbindungen-Stahl usw. schweißen, die mit herkömmlichen Schmelzverfahren nicht geschweißt werden können.
5. Das Schweißen von Stäben und Rohren mit gleichem und unterschiedlichem Durchmesser ist möglich.
6. Beim Schweißen entstehen kein Rauch, kein Lichtbogenlicht und keine schädlichen Gase, und die Umwelt wird nicht verschmutzt.

Benachteiligungen.

1) Es ist schwieriger, nicht kreisförmige Querschnitte zu schweißen, und die erforderliche Ausrüstung ist kompliziert; es ist auch schwieriger, scheibenförmige dünne Teile und dünnwandige Rohrformstücke zu schweißen, weil sie nicht leicht zu spannen sind.
2) Das Reibschweißen ist bei Bauteilen, deren Form und Einbaulage bereits festgelegt sind, nur schwer zu realisieren.
(3) Die Verbindungen sind anfällig für Reibung und müssen nach dem Schweißen bearbeitet werden.
4. das Klemmteil kann leicht Kratzer oder Klemmspuren verursachen

Reibschweißverfahren

Das Reibschweißen ist eine hocheffiziente Festkörperverbindungstechnik, bei der die metallurgische Verbindung von Werkstoffen durch Reibungswärme und mechanische Kräfte im Mittelpunkt steht. Das Verfahren beginnt mit der präzisen Fixierung des Werkstücks - in der Regel wird eine Seite des Werkstücks sicher in einer Vorrichtung gehalten, während die andere Seite mit einem Drehantrieb verbunden ist, um sicherzustellen, dass die Kontaktflächen sauber und eben sind. Beim Einschalten der Maschine kommt das rotierende Werkstück unter axialem Druck in engen Kontakt mit dem feststehenden Teil, und die Hochgeschwindigkeitsreibung erzeugt sofort hohe Temperaturen an der Schnittstelle, die schnell in das Material eindringen und es in einen plastischen Zustand bringen. Bei diesem Vorgang wird durch die Reibung nicht nur die Oxidschicht auf der Oberfläche abgebaut, sondern auch das Metallgitter dynamisch rekristallisiert, wodurch eine fließende, erweichte Schicht entsteht. Wenn die Temperatur den kritischen Punkt erreicht hat, stoppt das Gerät die Drehung und übt einen größeren Druck auf das obere Schmiedeteil aus. Zu diesem Zeitpunkt ist das erweichte Material wie beim Strangpressen geschmiedet, die mikroskopische Ebene der atomaren Diffusion und der Korngrenzenwanderung beseitigt vollständig die Defekte der Verbindungsoberfläche und es entstehen dichte und makellose Schweißnähte. Nach Abkühlung und Formgebung ist die Schweißnaht praktisch verformungsfrei und ihre Festigkeit kann sogar die des Grundmaterials übertreffen.

Gemeinsame Ausrüstung für das Reibschweißen

Konventionelle Reibschweißgeräte

Herkömmliche Reibschweißgeräte sind über ein mechanisches Antriebssystem fest mit einem hochpräzisen Druckregelmechanismus verbunden, dessen Kern aus einem Spindelleistungsmodul, einer hydraulischen Druckvorrichtung und einem intelligenten Steuerungssystem besteht. Die Anlage ist modular aufgebaut und kann flexibel an die Spannanforderungen von Wellen, Rohren und geformten Werkstücken angepasst werden. Sie ermöglicht ein effizientes Schweißen von wichtigen Motorkomponenten im Automobilbau und stützt sich auf ein Echtzeit-Überwachungssystem, um die zuverlässige Verbindung von hochfesten Legierungen im militärischen Bereich herzustellen. Verglichen mit dem traditionellen Schweißverfahren hat das Gerät erhebliche Vorteile bei der Kontrolle des Energieverbrauchs und der Verbindungsqualität, mit Multi-Sensor-Fusionstechnologie, kann die Luft-und Raumfahrt, Schienenverkehr und anderen Branchen auf die strengen Anforderungen der Präzisionsschweißen zu erfüllen, zu den wichtigsten Geräten für die industrielle Massenproduktion.

Ausrüstung für das Rührreibschweißen

Reibrührschweißgeräte (Friction Stir Welding, FSW) sind fortschrittliche Schweißgeräte, die nach dem Prinzip des Festkörperfügens entwickelt wurden. Ihre Kerninnovation liegt in der Verwendung eines speziellen Rührkopfes, mit dem ein plastisches Fließen und eine metallurgische Verbindung der Materialien erreicht wird. Das Gerät besteht im Wesentlichen aus einem hochfesten Gehäuse, einem Drehantriebssystem, einem präzisen Temperaturregelungsmodul und einer dreidimensionalen Kraft-Positionsmesseinheit. Durch die synergetische Wirkung der Rührnadel und der Wellenschulter kann der Schweißvorgang ohne Schmelzen durchgeführt werden.AluminiumNahtlose Verbindung von Materialien mit hohem Schmelzpunkt wie Magnesiumlegierungen und anderen Materialien mit hohem Schmelzpunkt. Im Vergleich zum herkömmlichen Reibschweißen verbessert diese Technologie die Schweißqualität von dünnen Blechen erheblich, ermöglicht das integrierte Formen von Haut und Skelett in der Luft- und Raumfahrt und wird häufig bei der Herstellung von Batterieträgern für neue Energiefahrzeuge eingesetzt, wobei die Schweißnaht eine Festigkeit von mehr als 95% des Grundmaterials erreicht. Die neueste Anlage verfügt über ein Bildverarbeitungssystem und adaptive Steuerungsalgorithmen, mit denen die Schweißparameter dynamisch angepasst werden können, um den Engpass bei der Fügetechnik für ungleiche Werkstoffe (z. B. Aluminium/Kupfer, Aluminium/Stahl) erfolgreich zu überwinden.