Wrijvingslassen

Wrijvingslassen is een druklasmethode waarbij gebruik wordt gemaakt van de warmte die wordt gegenereerd door onderlinge wrijving tijdens de relatieve beweging van de contacteindoppervlakken van de lasnaden om een ​​betrouwbare verbinding van materialen te bereiken. Bij het lasproces wordt druk uitgeoefend, waardoor wrijving ontstaat tussen de materialen die worden gelast, wat leidt tot een stijging van de temperatuur op het grensvlak en nabijgelegen gebieden, waardoor uiteindelijk een thermoplastische toestand wordt bereikt. Onder invloed van de verstorende kracht wordt de oxidefilm van het grensvlak gebroken en ondergaat het materiaal plastische vervorming en vloeiing, waarbij verbindingen worden gevormd door de diffusie van grensvlakelementen en metallurgische reacties van herkristallisatie. Belangrijk is dat voor dit lasproces geen toevoegmateriaal, vloeimiddel of beschermgas nodig is, en dat de hele procedure in slechts enkele seconden kan worden voltooid.

De door hoge druk veroorzaakte relatieve wrijving tussen de oppervlakken van de twee gelaste componenten bij hoge snelheden resulteert in twee effecten:

• Het elimineert de oxidefilm of andere verontreinigende lagen op het voegoppervlak, waardoor schoon metaal zichtbaar wordt.
• Het genereert warmte en vormt snel een thermoplastische laag op het gewrichtsoppervlak. Onder het daaropvolgende wrijvingskoppel en de axiale druk worden deze gebroken oxiden en een deel van de plastic laag uit het verbindingsoppervlak geëxtrudeerd om een ​​las te vormen, en het resterende plastisch vervormde metaal vormt het lasmetaal. Door het laatste stuiken kan het lasmetaal verder worden gesmeed, wat resulteert in een lasverbinding van goede kwaliteit.

Uit het lasproces blijkt dat de wrijvingslasverbinding wordt gevormd onder het smeltpunt van het te lassen metaal, dus wrijvingslassen is een lasmethode in vaste toestand.

Wrijvingslassen kan worden onderverdeeld in verschillende typen, gebaseerd op de verschillende bewegingsmodi van de gelaste componenten.

• Het laswerk roteert rond de as en kan worden onderverdeeld in direct aangedreven wrijvingslassen en traagheidswrijvingslassen
• Het laswerk beweegt niet en kan worden onderverdeeld in radiaal wrijvingslassen en wrijvingsroerlassen
• Andere bewegingen kunnen worden onderverdeeld in wrijvingsverhardingen, lineair wrijvingslassen en orbitaal wrijvingslassen

Wrijvingslassen met directe aandrijving

Dit is een veel voorkomende vorm van wrijvingslassen. Tijdens het lasproces wordt het werkstuk continu aangedreven door de spilmotor en draait het met een constante snelheid. Totdat de gespecificeerde wrijvingstijd of wrijvingsvervorming is bereikt, stopt het werkstuk onmiddellijk met draaien en wordt het omgedraaid voor het lassen.

Traagheidswrijvingslassen

Het roterende uiteinde van het werkstuk wordt in het vliegwiel geklemd. Aan het begin van het lasproces worden het vliegwiel en het roterende uiteinde van het werkstuk eerst versneld tot een bepaalde snelheid, waarna het vliegwiel wordt losgekoppeld van de hoofdmotor. Tegelijkertijd beweegt het bewegende uiteinde van het werkstuk naar voren en begint de wrijvingsverwarming nadat het werkstuk in contact is gekomen. Tijdens het wrijvingslasverwarmingsproces wordt het vliegwiel afgeremd door het wrijvingskoppel en neemt de rotatiesnelheid ervan geleidelijk af. Wanneer de rotatiesnelheid nul bereikt, eindigt het lasproces.

Radiaal wrijvingslassen

Een afgeschuinde ring wordt bevestigd aan de eindoppervlakken van twee pijpen met tegenover elkaar liggende afschuiningen. Tijdens het wrijvingslassen ondergaat de ring rotatie en wordt radiale wrijving uitgeoefend op de twee buisuiteinden. Na voltooiing van de wrijvingsfase wordt de rotatie van de ring gestopt en wordt er een verstorende druk uitgeoefend.

Wrijvingsroerlassen

Het werkingsprincipe van wrijvingsroerlassen is als volgt: een roterend FSW-gereedschap met een bepaalde vorm, gemaakt van hittebestendig hard materiaal, wordt diep in de rand gedraaid waar de twee te lassen materialen zijn verbonden, en de roerkop wordt afgesteld en gedraaid.Aan de verbindingsrand van de twee lasnaden wordt een grote hoeveelheid wrijvingswarmte gegenereerd, waardoor ter plaatse van de verbinding een metaal-kunststof verwekingszone ontstaat. Deze kunststofverwekingszone wordt onder invloed van de roerkop geroerd en geperst.Terwijl het pingereedschap draait, stroomt het achterwaarts langs de las om een ​​plastische metaalstroom te vormen en wordt tijdens het koelproces geëxtrudeerd nadat de roerkop weggaat om een ​​vaste fase lasverbinding te vormen.

Wrijving oppervlak

Wrijvingsoppervlakken zijn een lasmethode in vaste toestand waarbij een coating of laag materiaal op een substraat wordt afgezet door gebruik te maken van warmte en druk die door wrijving worden gegenereerd. Dit proces wordt gebruikt om de oppervlakte-eigenschappen van een materiaal te verbeteren of een beschermende laag met gewenste eigenschappen te creëren. Meestal omvat dit het gebruik van een roterende, verbruikbare staaf of draad die contact maakt met het substraatmateriaal, wat leidt tot het genereren van aanzienlijke wrijvingswarmte.

Lineair wrijvingslassen

Eén van de twee te lassen werkstukken blijft stilstaan, terwijl de ander met een bepaalde snelheid heen en weer beweegt, of beide werkstukken heen en weer bewegen ten opzichte van elkaar. Door het uitoefenen van druk genereert de wrijving op het grensvlak tussen de twee werkstukken warmte, waardoor het lasproces wordt vergemakkelijkt.

Lineair wrijvingslassen

Eén van de twee te lassen werkstukken blijft stilstaan, terwijl de ander met een bepaalde snelheid heen en weer beweegt, of beide werkstukken heen en weer bewegen ten opzichte van elkaar. Door het uitoefenen van druk genereert de wrijving op het grensvlak tussen de twee werkstukken warmte, waardoor het lasproces wordt vergemakkelijkt.

Orbitaal wrijvingslassen

Orbitaal wrijvingslassen is een nieuw ontwikkelde lasmethode, voornamelijk gebruikt voor het lassen van werkstukken met een niet-ronde doorsnede

Bij lineair wrijvingslassen volgt het werkstuk een specifieke lineaire baan met een gedefinieerde amplitude en frequentie. Dit zorgt ervoor dat de trillingssnelheid de noodzakelijke waarde bereikt, waardoor het lasoppervlak repetitieve en relatieve trillingen en wrijving kan ondergaan.

Elk deeltje van het werkstuk bij wrijvingslassen met een cirkelvormige baan beweegt ten opzichte van het lasoppervlak langs een cirkelvormige baan met een consistente straal en rotatiesnelheid. Zodra de verbinding de lastemperatuur bereikt, stopt de wrijvingsbeweging van het werkstuk en begint het lasproces.

Samenvattend ondergaat het voor het lassen bestemde metalen oppervlak gedurende het gehele wrijvingslasproces een progressie van wrijvingsverhitting van lage naar hoge temperaturen. Het ervaart voortdurende transformaties waarbij plastische vervorming, mechanische uitgraving, adhesie en moleculaire verbinding betrokken zijn. Dit resulteert in de vorming van een plastische vervormingslaag met hoge snelheid, waar de verschijnselen van warmteontwikkeling, vervorming en diffusie tijdens wrijvingslassen geconcentreerd zijn. In de stadia van het parkeren en het verstorende lasproces worden de vervormde laag op het wrijvingsoppervlak en het metaal in de hogetemperatuurzone gedeeltelijk verpletterd en verdreven. Vervolgens wordt het lasmetaal gesmeed, waardoor een hoogwaardige lasverbinding ontstaat.

• Korte lasbouwtijd en hoge productie-efficiëntie
• De lasvervorming veroorzaakt door de thermische lascyclus is klein, de maatnauwkeurigheid na het lassen is hoog en er is geen noodzaak voor correctie van de vervorming na het lassen en spanningsverlichting.
• Hoge mate van mechanisatie en automatisering, stabiele laskwaliteit. Wanneer de lasomstandigheden gegeven zijn, is de bediening eenvoudig en zijn er geen speciale lastechnici nodig.
• Geschikt voor het lassen van verschillende ongelijksoortige materialen. Het kan aluminium-staal, aluminium-koper, titanium-koper, intermetaalverbinding-staal, enz. lassen die niet bij conventioneel smelten kunnen worden gelast.
• Kan het lassen van staven en buizen met dezelfde diameter of verschillende diameters bereiken
• Tijdens het lassen ontstaan ​​er geen rook, booglicht, schadelijke gassen etc. en wordt het milieu niet vervuild. Tegelijkertijd wordt er, vergeleken met flitslassen, 5-10 keer elektrische energie bespaard.

Wrijvingslassen heeft echter ook de volgende nadelen en beperkingen:

• Het is moeilijk om niet-ronde doorsneden te lassen en vereist ingewikkelde apparatuur; Ook is het moeilijk om schijfvormige dunne delen en dunwandige buisfittingen te lassen, omdat deze moeilijk te klemmen zijn.
• Het is moeilijk om wrijvingslassen te realiseren voor componenten waarvan de vorm en montagepositie zijn bepaald.
• De verbindingen zijn gevoelig voor vlamvorming en moeten na het lassen machinaal worden bewerkt.
• Het klemdeel is gevoelig voor krassen of klemsporen

Wrijvingslassen, gekenmerkt door zijn hoge kwaliteit, efficiëntie, energiebesparing en milieuvriendelijkheid, wint geleidelijk aan een brede acceptatie in zowel nieuwe als traditionele industriële sectoren. Deze omvatten luchtvaart, ruimtevaart, kernenergie, wapens, automobielindustrie, energieopwekking, oceaanontwikkeling en machinebouw.

Lucht- en ruimtevaart: vliegtuigmotoren, krukasonderdelen van verbrandingsmotoren

Automobielproductie: wielen, trekstangen, uitlaatkleppen, rotoren